CN203282131U

CN203282131U - 一种金属表面超声波加工装置

Info

Publication number: CN203282131U
Application number: CN2013203255662U
Authority: CN
Inventors: 赵显华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-06-07

Abstract

一种金属表面超声波加工装置，包括壳体、压块、换能器、变幅杆和工具头，压块与壳体连接在一起，变幅杆设置在壳体的内腔中，工具头连接在变幅杆的前端并露出壳体，换能器连接在变幅杆的后端，壳体中设置有作用在变幅杆上的压力机构。整个装置通过压块直接固定连接在机床上，是一种刚性连接，在压力机构作用下，变幅杆定位在壳体内腔中，同时使压力机构设置在壳体内直接作用在变幅杆上，工具头能够沿着加工轨迹稳定运行，并能很好地加工带孔等结构的零件，保护了工具头和变幅杆，延长了两者的使用寿命，提高了工件的使用性能。

Description

一种金属表面超声波加工装置

技术领域

本发明涉及一种用于对金属表面进行超声波加工的装置，属于超声波金属表面加工技术领域。

背景技术

超声波已经广泛应用于金属表面加工，CN1329532C公开了一种《超声波金属表面加工装置》，如图1所示，其中的超声加工装置则主要包括外壳4、压块2、弹簧3、换能器5、变幅杆7和工具头8，变幅杆7通过压盖6安装在外壳4的前部，换能器5设置在外壳4之中并与变幅杆7的一端连接，换能器5与外部的超声波发生器连接，工具头8与变幅杆7的前部输出端连接，弹簧3一端与外壳4连接，另一端与压块2连接，整个装置通过压块2固定连接在车刀刀架1上，整个装置象车刀那样对工件9进行超声波加工。

上述超声加工装置的结构使其与车刀刀架1通过弹簧连接，是一种柔性连接，存在如下缺陷：在对工件9的表面进行超声波加工时，要对工件9施加一个预压力，这个预压力通过弹簧3的变形来实现，由于弹簧3的变形，工具头8和变幅杆7会随着刀具外壳4一起向左下方偏转，工具头8的位移量要远大于弹簧3的变形量，这样，当工件9上面设置有槽或孔等特征结构时，工具头8在加工到该槽或孔的边缘时，弹簧3的弹性由一开始的预加力减小到零，弹簧恢复到原始状态，这时，工具头8会伸到槽或孔的内部，当加工到槽或孔的另一侧时，弹簧又变形到加工时的状态，由于工件给工具头的反作用力，工具头此时又从槽或孔的内部而回到工件9的表面，这种加工方式会使工件上槽或孔的边缘形成塌陷，大大降低了工件9的使用性能。同时，由于弹性力的这种时有时无的状态，使工具头和变幅杆不断的受到冲击，严重影响了工具头8和变幅杆9的使用寿命，甚至无法加工。

发明内容

本发明针对现有超声波金属表面加工装置存在的不足，提供一种运行稳定、能够保证加工效果的金属表面超声波加工装置。

本发明的金属表面超声波加工装置，采用以下技术方案：

该装置，包括壳体、压块、换能器、变幅杆和工具头，压块与壳体连接在一起，变幅杆设置在壳体的内腔中，工具头连接在变幅杆的前端并露出壳体，换能器连接在变幅杆的后端，壳体中设置有作用在变幅杆上的压力机构。

所述变幅杆安装在一个滑套内，该滑套套装在壳体的内腔中，压力机构设置在滑套与壳体内腔底部之间。压力机构的作用力通过滑套作用在变幅杆上。滑套前端可以伸出壳体内腔，并在滑套前端设置定位盖，工具头设置在变幅杆前端与定位盖之间。

所述压力机构设置在变幅杆与壳体的内腔之间，压力机构的作用力直接作用在变幅杆上。

压力机构可以是弹簧、液压机构、气动机构或其它能够施加作用力的机构。

应用时，整个装置通过压块直接固定连接在机床上，是一种刚性连接，在压力机构作用下，变幅杆定位在壳体内腔中。由于压力机构设置在壳体内部，其作用力在工具头的竖直下方，不会使工具头产生偏转。工作时工具头给工件一个预压力，工件给工具头一个反作用力，这个反作用力使压力机构产生微小的位移或变形，同时通过压力机构的微小位移或变形保持预压力的稳定，由于压力机构的位移或变形微小，工具头的位移几乎可以忽略不计，这样工具头始终沿着机床的加工轨迹稳定运行，而不会超出加工轨迹，因此当加工带槽或孔等的工件时，工具头不会进入槽或孔中，不会对槽或孔的边缘产生破坏，这样工具头和变幅杆受到了很好的保护，使两者的寿命大大延长，同时工件的使用性能也得到了大幅提高。

本发明使整个装置刚性连接在机床（如车床、铣床、刨床或磨床）上，同时使压力机构设置在壳体内直接作用在变幅杆上，工具头能够沿着加工轨迹稳定运行，保护了工具头和变幅杆，并能很好地加工工件上带有槽或孔等特征结构的零件，延长了两者的使用寿命，提高了工件的使用性能。

附图说明

图1是现有超声波金属表面加工装置的结构示意图。

图2是本发明金属表面超声波加工装置的第一种结构示意图。

图3是本发明第一种结构中工具头的第二种安装示意图。

图4是本发明第一种结构中工具头的第三种安装示意图。

图5是本发明第一种结构中工具头的第四种安装示意图。

图6是本发明金属表面超声波加工装置的第二种结构示意图。

图中：1、车刀刀架，2、压块，3、弹簧，4、外壳，5、换能器，6、压盖，7、变幅杆，8、工具头，9、工件，10、滑套，11、壳体，12、弹簧，13、端盖，14、定位盖，15、弹簧，16、壳体。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，该实施例的金属表面超声波加工装置包括壳体11、滑套10、压块2、换能器5、变幅杆7和工具头8，压块2与壳体11连接在一起，滑套10套装在壳体11的内腔中，壳体11内腔的底部设有端盖13，端盖13与滑套10之间设有弹簧12，工具头8设置在壳体11内腔的前端，工具头8的外缘超出壳体11的前端但又不会脱出。变幅杆7通过压盖6安装在滑套10内，变幅杆7的前部伸出滑套10，换能器5设置在滑套10中并与变幅杆7连接在一起。在弹簧12的作用下通过滑套使变幅杆7的前端与工具头8紧密接触，变幅杆7定位在壳体11的内腔中。

应用时，整个装置通过压块2直接固定连接在车刀刀架1（也可固定连接在铣床、刨床或磨床的相应运动部件）上，是一种刚性连接，而不是象现有技术那样在压块和外壳之间设置弹簧。由于弹簧12设置在壳体11内部，弹力作用在工具头8的竖直下方，弹力不会使工具头8产生偏转，工具头8的位移只发生在弹力方向上。在对工件进行超声波加工时，工具头8作用在工件上一个预压力，工件给工具头8一个反作用力，这个反作用力通过变幅杆7和滑套10使弹簧12产生微小的位移或变形，同时通过弹簧12的微小变形保持预压力的稳定。由于弹簧12的变形微小，对工具头8产生的位移几乎可以忽略不计，这样工具头8始终沿着机床的加工轨迹稳定运行，而不会超出加工轨迹，因此当加工带槽或孔等的工件时，工具头不会进入槽或孔中，不会对槽或孔的边缘产生破坏，这样工具头8和变幅杆7受到了很好的保护，使两者的寿命大大延长，同时工件的使用性能也得到了大幅提高。

工具头8与变幅杆7的连接也可采用其它形式。如图3所示，工具头8与变幅杆7的连接与图1中现有技术是一样的，两者连接在一起，变幅杆7伸出壳体11的前端，在弹簧12的作用下滑套10前端固定变幅杆7的压盖6顶在壳体11内腔前端，实现滑套10的定位。图4所示结构与图2的不同之处是，工具头8与变幅杆7连接在一起，在弹簧12的作用下变幅杆7顶在壳体11内腔前端，实现滑套10的定位。图5所示结构与图3的不同之处是，工具头8与变幅杆7的连接形式如图2那样，压盖6伸出壳体11，在压盖6上设置定位盖14，工具头8设置在定位盖14的前端，变幅杆7与工具头8紧密接触。

弹簧12也可以采用液压机构、气动机构或其它能够施加作用力的压力机构替代。

实施例2

如图6所示，该实施例的金属表面超声波加工装置，包括壳体16、压块2、换能器5、变幅杆7和工具头8，压块2与壳体16连接在一起，外壳4前端设置有压盖6，变幅杆7安装在壳体16内，变幅杆7的前端伸出壳体16并与工具头8连接，换能器5设置在壳体16中并与变幅杆7连接在一起，变幅杆7与壳体16内腔之间设有弹簧15，在弹簧15的作用下变幅杆7的前端顶在压盖6上，变幅杆7可在弹簧15与压盖6之间移动。

本实施例与图1所示现有技术的不同之处在于，将弹簧13设置在了壳体16与变幅杆7之间，压块2与壳体16直接连接，同时压盖6不是将变幅杆7压住不动。

弹簧15也可以采用液压机构、气动机构或其它能够施加作用力的压力机构替代。

Claims

1.一种金属表面超声波加工装置，包括壳体、压块、换能器、变幅杆和工具头，其特征是：压块与壳体连接在一起，变幅杆设置在壳体的内腔中，工具头连接在变幅杆的前端并露出壳体，换能器连接在变幅杆的后端，壳体中设置有作用在变幅杆上的压力机构。

2.根据权利要求1所述的金属表面超声波加工装置，其特征是：所述变幅杆安装在一个滑套内，该滑套套装在壳体的内腔中，压力机构设置在滑套与壳体内腔底部之间。

3.根据权利要求2所述的金属表面超声波加工装置，其特征是：所述滑套前端伸出壳体内腔，并在滑套前端设置定位盖，工具头设置在变幅杆前端与定位盖之间。

4.根据权利要求1所述的金属表面超声波加工装置，其特征是：所述压力机构设置在变幅杆与壳体的内腔之间。