CN205237099U - 一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，它包括刀片、刀体、摩擦片、振动体、压电陶瓷、直流电源、信号发生器和功率放大电路；刀片固定设置在刀体的刀槽内，刀片顶端设置摩擦片，摩擦片顶端设置振动体，振动体顶端设置压电陶瓷；直流电源为信号发生器和功率放大电路供电，信号发生器产生高频交变信号并传输至功率放大电路，功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在压电陶瓷上；压电陶瓷产生超声波振动，超声波振动传递给振动体，振动体通过摩擦片驱动刀片进行基于自身圆心的转动。本实用新型能够在切削过程中使可转位刀片的切削刃得到均匀化的磨损，从而提高切削质量，延长可转位刀片的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械制造技术领域，具体涉及一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统。
背景技术
车床加工是机械加工的一部分。车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上使用不同的车刀或其他刀具，可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟车削槽、端面和成形面等。
现有技术中安装有可转位刀片的刀具通常是将能转位使用的多边形刀片用机械方法夹持在刀杆或刀体上。能转位使用的多边形刀片具有供切削时选用的几何参数和三个以上供转位用的切削刃。当一个切削刃磨损后，人工手动松开夹紧机构，将刀片转位到另一切削刃后再夹紧，即可进行切削，当所有切削刃磨损后，则可将该磨损的刀片取下，并用新的同类刀片进行替换。上述安装有可转位刀片的刀具在更换刀片时，往往需要暂时中断切削过程，这样会降低工件的切削效率和精度。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统包括刀片、刀体、摩擦片、振动体、压电陶瓷、直流电源、信号发生器和功率放大电路；所述刀片固定设置在所述刀体的刀槽内，所述刀片顶端设置所述摩擦片，所述摩擦片顶端设置所述振动体，所述振动体顶端设置所述压电陶瓷；所述直流电源为所述信号发生器和功率放大电路供电，所述信号发生器产生高频交变信号并传输至所述功率放大电路，所述功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在所述压电陶瓷上；所述压电陶瓷产生超声波振动，所述超声波振动传递给所述振动体，所述振动体通过所述摩擦片驱动所述刀片进行基于自身圆心的转动。
进一步地，所述信号发生器产生的高频交变信号为两路相位相差90度或270度的信号。
进一步地，所述刀片由硬质合金材料制成。
进一步地，所述摩擦片由耐磨材料制成。
进一步地，与所述刀片相接触的所述摩擦片的表面采用耐磨涂层材料TiN、TiCN和TiAlN中的一种或多种。
进一步地，与所述振动体相接触的所述摩擦片的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料中的一种或多种。
进一步地，所述振动体采用不锈钢、硬铝合金和铜合金中的一种或多种。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：相对于传统的固定式可转位刀片车削系统，本实用新型能够有效地降低切削力，更容易的进行切削。旋转式可转位刀片在自旋转过程中具有散热效果，能够有效的降低切削温度，使得高温下的切削持续时间更长，切削质量更稳定。本实用新型能够使可转位刀片的切削刃得到均匀化磨损，从而提高切削质量，延长可转位刀片的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统的原理图。
图中：1、刀片；2、刀体；3、摩擦片；4、振动体；5、压电陶瓷；6、直流电源；7、信号发生器；8、功率放大电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型提供了一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其包括刀片1、刀体2、摩擦片3、振动体4、压电陶瓷5、直流电源6、信号发生器7和功率放大电路8。其中，刀片1固定设置在刀体2的刀槽内，刀片1顶端设置摩擦片3，摩擦片3顶端设置振动体4，振动体4顶端设置两压电陶瓷5。直流电源6为信号发生器7和功率放大电路8供电，信号发生器7将产生的两路相位相差90度的高频交变信号传输至功率放大电路8，功率放大电路8对接收到的高频交变信号进行功率放大后施加在压电陶瓷5上。压电陶瓷5利用逆压电效应产生超声波振动。超声波振动传递给振动体4，振动体4通过摩擦片3驱动刀片1进行基于自身圆心的转动。上述过程中，振动体4相当于超声波马达中的定子，刀片1相当于超声波马达中的转子。
进一步地，通过改变信号发生器7产生的两路高频交变信号的相位相差，可以改变刀夹5的运动方向。两路高频交变信号的相位相差为90度时与两路高频交变信号的相位相差为270度时相比，刀夹5的运动方向相反。
上述实施例中，刀片1由硬质合金材料制成。
上述实施例中，摩擦片3由耐磨材料制成，其应当满足的基本要求有：
摩擦因数要尽可能地高，以便将振动能高效地转化成回转能；
耐磨性好，且其对偶件的磨损也很轻微；
摩擦力不随时间而发生变化，能长期稳定地工作；
无摩擦噪音，不引起转子和定子的附加振动；
能够进行精密机械加工，热化学稳定性好。
与刀片1相接触的摩擦片3的表面采用TiN(氮化钛)、TiCN(氮碳化钛)和TiAlN(氮铝化钛)等耐磨涂层材料。
与振动体4相接触的摩擦片3的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料。
上述实施例中，振动体4采用不锈钢、硬铝合金和铜合金等材料。
本实用新型基于超声波马达原理设计的旋转式可转位刀片车削系统，能够在切削过程中使可转位刀片的切削刃得到均匀化的磨损，从而提高切削质量，延长可转位刀片的使用寿命。另外，可转位刀片在切削工程中进行基于自身圆心的转动，这种自旋转过程中具有散热效果，能够有效的降低切削温度，使得高温下的切削持续时间更长，切削质量更稳定。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：它包括刀片、刀体、摩擦片、振动体、压电陶瓷、直流电源、信号发生器和功率放大电路；
所述刀片固定设置在所述刀体的刀槽内，所述刀片顶端设置所述摩擦片，所述摩擦片顶端设置所述振动体，所述振动体顶端设置所述压电陶瓷；
所述直流电源为所述信号发生器和功率放大电路供电，所述信号发生器产生高频交变信号并传输至所述功率放大电路，所述功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在所述压电陶瓷上；所述压电陶瓷产生超声波振动，所述超声波振动传递给所述振动体，所述振动体通过所述摩擦片驱动所述刀片进行基于自身圆心的转动。
2.如权利要求1所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：所述信号发生器产生的高频交变信号为两路相位相差90度或270度的信号。
3.如权利要求1或2所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：所述刀片由硬质合金材料制成。
4.如权利要求1或2所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：所述摩擦片由耐磨材料制成。
5.如权利要求4所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：与所述刀片相接触的所述摩擦片的表面采用耐磨涂层材料TiN、TiCN和TiAlN中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：与所述振动体相接触的所述摩擦片的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料中的一种或多种。
7.如权利要求1或2所述的一种基于超声波马达原理的旋转式可转位刀片车削系统，其特征在于：所述振动体采用不锈钢、硬铝合金和铜合金中的一种或多种。
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2015
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