CN203751339U - 侧面夹持式超声波振动车削装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于超声波振动车削的刀杆及其夹持装置。它具有两侧面加工有滑槽的刀杆，刀杆被从两侧夹持于刀架体的方形通槽中，刀架体方形通槽两侧实体上各有二个调节槽和一个滑动槽，四个压紧螺栓分别穿过四个调节槽并分别与四个方形螺母螺纹联结，四个方形螺母每二个一组分别放置于二个滑动槽内；压紧螺栓的头部均为圆球形状，通过方形螺母分别压紧到刀杆两侧的滑槽内；超声波振动系统下端有螺纹，使用螺母将超声波振动系统固定在刀杆上。本实用新型避免了上下夹紧刀杆时，压紧螺栓对于刀杆上压紧点所在横截面伴随刀杆弯曲振动而发生的旋转运动的限制，补偿因波节位置计算不准确而造成的夹紧点处的运动；具有结构紧凑、操作简便等特点。

Description

侧面夹持式超声波振动车削装置

技术领域

本实用新型涉及车削加工，更具体的涉及一种新型超声波振动车削的刀杆及其夹持装置。

背景技术

与普通车削加工相比，超声波振动车削加工具有优良的工艺效果，其表面质量高、刀具耐用度延长、切削力小，适合于加工精度要求和表面质量要求较高的零件，尤其适合加工低刚度的零件和塑性大的材料，也很适合于加工螺纹。

带有弯曲振动刀杆的超声波振动车削装置是较常用的一种类型，加工范围大，便于操作者观察加工过程。

带有弯曲振动刀杆的超声波振动车削装置由超声波发生器、换能器、变幅杆、弯曲振动刀杆及装夹装置组成。超声波发生器将频率为50Hz的交流电转换成超声频的振荡电流，换能器将振荡电流转换成超声频机械振动，变幅杆将从换能器输入的纵向振动的振幅放大，并传递给弯曲振动刀杆，使位于刀头部位的车刀沿切削主运动方向进行超声频振动。

由超声波换能器所发生的高频机械振动传到刀杆，将引起刀杆波腹处沿垂直于刀杆轴线的铅垂方向发生往复运动，而波节点横截面发生一定角度的往复旋转运动；在现有超声波振动车削的刀杆装夹系统中，刀杆夹紧点位于刀杆的上下表面，因此夹紧力将会限制截面的旋转，从而影响刀杆振动以及车削过程。

因此设计一种新型超声波振动车削装置是非常有必要的，有利于推动超声波振动切削的发展及推广。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构新颖的超声波振动车削用刀杆及其夹持装置，在对刀杆进行装夹时，尽量避免对刀杆上螺栓夹紧处伴随刀杆弯曲振动而发生的旋转运动的限制，补偿因波节位置计算不准确或变动而造成的夹紧点处的运动。根据普通车床的结构特点和操作特点，可以取代普通车床上的刀架，直接安装在普通车床的小溜板上，完成零件的加工，具有结构紧凑、操作简便、易于调整、稳定性好、成本低等特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：超声波振动车削刀杆及其夹持装置，主要由刀杆、刀架体、超声波振动系统、四个方形螺母和球头压紧螺栓组成。

所述刀杆的两侧面上沿轴线方向加工有滑槽，槽底为圆弧形或三角形。

所述刀架体与车床小溜板用螺栓联接；所述刀架体从左到右（见图3）加工有方形通槽，用于放置两侧加工有滑槽的刀杆，刀架体方形通槽两侧各加工有一个滑动槽和二个调节槽每个滑动槽内安放二个方形螺母。

所述四个压紧螺栓分别穿过刀架体方形通槽两侧的四个调节槽并分别与四个方形螺母螺纹联结，四个方形螺母分别放置于刀架体方形通槽两侧的滑动槽内；四个压紧螺栓的头部加工成圆球形状，可以通过方形螺母分别压紧到刀杆两侧的滑槽内，滑槽底部加工成圆弧形；四个压紧螺栓的头部也可加工成圆锥形状，与之相配的滑槽底部加工成三角形。所述超声波振动系统下端的螺纹杆穿过刀杆上的刀杆孔与螺母螺纹联接，固定在刀杆上。

刀杆在发生弯曲振动时，波节处上下振动的振幅为零，但转角振幅在整个刀杆上是最大的地方，此处的刀杆上下表面处的沿刀杆轴线方向的振幅也是最大的，当上下夹紧刀杆时，压紧螺栓限制了加紧点处的沿刀杆轴线方向的振动，对刀杆的弯曲振动造成不利影响。

采用本发明的有益效果是：从刀杆侧面波节所在截面的中间位置夹紧刀杆，并且压紧螺栓的球形或圆锥形头部与滑槽的圆弧形或三角形底部相接触，使二者之间的微小相对运动的摩擦力更小，能避免夹紧螺栓对刀杆伴随弯曲振动而发生的旋转运动及刀杆波节处上下表面的轴向振动的限制，使整个刀杆的振动更加稳定，调整更加容易。补偿因波节位置计算不准确或变动而造成的夹紧点处的运动；具有结构紧凑、操作简便等特点。

附图说明

图1是本实用新型侧面压紧式超声波振动车削装置的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是刀杆主视图。

图中：刀杆1、压紧螺栓一2、调节槽一3、刀架体4、振幅曲线5、超声波振动系统6、调节槽二7、压紧螺栓二8、方形螺母一9、波节一10、方形螺母三11、压紧螺栓三12、调节槽三13、滑动槽二14、调节槽四15、压紧螺栓四16、方形螺母四17、波节二18、方形螺母二19、滑动槽一20、滑槽一21、滑槽二22、方形通槽23。

具体实施方式

参考图1、图2、图3和图4，所述刀架体4底板上加工有四个圆孔，可使用螺栓穿过这些孔将刀架体4紧固在车床小溜板上。刀架体4上有方形通槽23，刀杆1置于方形通槽23内，滑动槽一20内安装有方形螺母一9和方形螺母二19，在未与压紧螺栓紧固之前，方形螺母一9和方形螺母二19可以在滑动槽一20内移动。在滑动槽二14内安装有方形螺母三11和方形螺母四17，在未与压紧螺栓紧固之前，方形螺母三11和方形螺母四17可以在滑动槽二14内移动。

所述压紧螺栓一2穿过调节槽一3与方形螺母一9螺纹联接，压紧螺栓三12穿过调节槽三13与方形螺母三11螺纹联接，压紧螺栓一2和压紧螺栓三12从刀杆1的两侧对向分别压紧在刀杆1上的标志波节一10处的滑槽一21和滑槽二22内，滑槽一21和滑槽二22的底部为圆弧形，其半径与压紧螺栓一2和压紧螺栓三12头部球头的半径相等。若将压紧螺栓一2和压紧螺栓三12的头部加工成圆锥形状，则滑槽一21和滑槽二22底部加工成三角形，三角形的顶角与压紧螺栓一2和压紧螺栓三12的头部圆锥的顶角相等。

所述压紧螺栓二8穿过调节槽二7与方形螺母二19螺纹联接，压紧螺栓四16穿过调节槽四15与方形螺母四17螺纹联接，压紧螺栓二8和压紧螺栓四16从刀杆1的两侧对向分别压紧在刀杆1上的标志波节二18处的滑槽一21和滑槽二22内，压紧螺栓二8和压紧螺栓四16头部球头的半径与滑槽一21和滑槽二22底部圆弧的半径相等。若滑槽一21和滑槽二22底部加工成三角形，压紧螺栓二8和压紧螺栓四16的头部加工成圆锥形状，圆锥的顶角与滑槽底部三角形的顶角相等。

参考图3和图4，所述滑槽一21和滑槽二22均加工在刀杆1两侧面铅垂方向的中间位置，长度方向与刀杆1的轴线同向。

所述超声波振动系统6下端的螺纹杆穿过刀杆上的刀杆孔与螺母螺纹联接，固定在刀杆上。

所述装置在工作状态时，超声波振动系统6沿轴线方向产生超声频机械振动，激励刀杆1发生弯曲振动，振幅分布如振幅曲线5所示。压紧螺栓一2和压紧螺栓三12压紧刀杆的位置预设在波节一10所在截面的滑槽一21和滑槽二22内，压紧螺栓二8和压紧螺栓四16压紧刀杆的位置预设在波节二18所在截面的滑槽一21和滑槽二22内。当实际振动波节点位置发生移动时，四个压紧螺栓的位置也可随之调整。

Claims (6)

1.侧面夹持式超声波振动车削装置，包括：刀杆、刀架体、超声波振动系统、四个方形螺母和四个压紧螺栓，其特征是：四个压紧螺栓分别通过四个方形螺母、从刀杆的两侧面两两相对压紧到刀杆的滑槽中，从而在刀杆的两个波节点处、从刀杆两侧将刀杆夹紧；四个压紧螺栓夹紧刀杆的施力方向垂直于刀杆弯曲振动所在平面。

2.根据权利要求1所述的侧面夹持式超声波振动车削装置，其特征是，所述刀杆两侧面铅垂方向的中间位置上沿刀杆轴线方向分别加工有滑槽，滑槽长度大于刀杆弯曲振动的半个波长，滑槽底部截面形状为圆弧形状。

3.根据权利要求1所述的侧面夹持式超声波振动车削装置，其特征是，压紧螺栓与刀杆接触的端部为半球形状。

4.根据权利要求1所述的侧面夹持式超声波振动车削装置，其特征是，压紧螺栓与刀杆接触的端部也可为圆锥形状，与之相配合的刀杆上的滑槽底部截面形状应为三角形。

5.根据权利要求1所述的侧面夹持式超声波振动车削装置，其特征是，方形螺母外形为方形，中间加工有螺纹孔，可以置于刀架体的滑动槽内。

6.根据权利要求1所述的侧面夹持式超声波振动车削装置，其特征是，所述刀架体的方形通槽两侧实体上分别各加工有二个调节槽和一个滑动槽。