CN211727763U - 深轧辊专用超声波加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种深轧辊专用超声波加工刀具，包括变幅杆安装装置、固定压盖、变幅杆、换能器，变幅杆的前端设置有工具体支撑槽，固定压盖的前端设置有工具体安装槽，工具体支撑槽与工具体安装槽内对应安装有工具体，工具体的前部伸出固定压盖外作为用于加工深轧辊曲面的曲面加工部，工具体的上、下部分别伸出固定压盖外作为用于加工深轧辊内端面的端面加工部，曲面加工部与端面加工部之间圆滑过渡形成加工作用区；由于工具体上曲面加工部与端面加工部的组合设计，加工时无需更换刀具即可对深轧辊曲面和深轧辊内端面进行加工，可以一次性加工完整个深轧辊的作用面，与现有技术相比，不仅降低了劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

深轧辊专用超声波加工刀具

技术领域

本实用新型属于超声波加工技术领域，尤其涉及一种深轧辊专用超声波加工刀具。

背景技术

在对深轧辊进行加工过程中，机加工是重要的工序。参见图7所示为深轧辊的示意图，此深轧辊的加工区域包括位于中间部位的曲面结构，将其定义为深轧辊曲面(A结构)和位于曲面的上下端且与外端面接近平行的类似曲面，将其定义为深轧辊内端面(B结构)，由于此种深轧辊的加工区域是由两种不同的结构组成，现有技术中加工刀无法既在工件径向上受力又在接近工件轴向方向受力，一般都会产生干涉，所以此种深轧辊需要采用两把不同的加工刀来对两种结构进行加工，操作复杂，费时费力，导致加工效率降低；并且现有技术中的加工刀具也很难保证加工面的精度。

目前，超声加工技术在机械加工领域已经比较成熟，超声波刀具成为超声波加工的重要组成部分。超声波刀具通常安装在超声波金属表面加工装置上，利用超声波的振动对工件表面进行超声波加工，以降低工件表面的粗糙度值。因此超声波加工技术成为解决半球工件的内腔球面精加工的重要手段之一。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种设计合理、操作简单、能够对深轧辊的曲面和内端面进行加工的深轧辊专用超声波加工刀具。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：深轧辊专用超声波加工刀具，包括变幅杆安装装置，所述变幅杆安装装置的前端安装有固定压盖，所述固定压盖与所述变幅杆安装装置内安装有变幅杆，所述变幅杆的后端安装有位于所述变幅杆安装装置内的换能器，所述变幅杆的前端设置有工具体支撑槽，所述固定压盖的前端设置有工具体安装槽，所述工具体支撑槽与所述工具体安装槽内对应安装有工具体，所述工具体的前部伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊曲面的曲面加工部，所述工具体的上、下部分别伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊内端面的端面加工部，所述曲面加工部与所述端面加工部之间圆滑过渡形成加工作用区。

作为优选的技术方案，所述工具体设置为球形刀具体，所述工具体支撑槽设置为与所述球形刀具体的球体表面配合的支撑圆弧面，所述工具体安装槽设置为与所述球形刀具体的球体表面配合的安装球弧面，所述球形刀具体配合安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间，所述球形刀具体的球体表面的前部、上部与下部伸出所述固定压盖外。

作为优选的技术方案，所述球形刀具体自由转动安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间使得所述球形刀具体的整个球体表面均可作为加工作用区。

作为优选的技术方案，所述固定压盖的顶端与底端相对设置有防干涉平面，所述球形刀具体的直径大于两所述防干涉平面之间的距离。

作为优选的技术方案，所述固定压盖设置为分体式结构，包括相互配合将所述球形刀具体安装在内的压盖固定主体和压盖拆卸分体，所述压盖固定主体与所述压盖拆卸分体对应设置在所述球形刀具体的左右两侧，所述压盖拆卸分体通过螺钉与所述压盖固定主体装配。

作为优选的技术方案，所述压盖固定主体上设置有横向设置有T型滑槽，所述压盖拆卸分体上设置有与所述T型滑槽配合的T型滑块。

作为优选的技术方案，所述固定压盖的侧壁与所述变幅杆的侧壁上分别设置有相对应的注油口，所述注油口与设于所述变幅杆内部的变幅杆注油道相通，所述变幅杆注油道与所述工具体支撑槽相通。

作为优选的技术方案，所述变幅杆安装装置包括套装在所述变幅杆后部与所述换能器外周的气缸，所述变幅杆的后端与所述气缸的活塞通过螺栓固定连接。

作为优选的技术方案，所述气缸外顶端安装有与机床固定连接的安装座。

由于采用了上述技术方案，深轧辊专用超声波加工刀具，包括变幅杆安装装置，所述变幅杆安装装置的前端安装有固定压盖，所述固定压盖与所述变幅杆安装装置内安装有变幅杆，所述变幅杆的后端安装有位于所述变幅杆安装装置内的换能器，所述变幅杆的前端设置有工具体支撑槽，所述固定压盖的前端设置有工具体安装槽，所述工具体支撑槽与所述工具体安装槽内对应安装有工具体，所述工具体的前部伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊曲面的曲面加工部，所述工具体的上、下部分别伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊内端面的端面加工部，所述曲面加工部与所述端面加工部之间圆滑过渡形成加工作用区；本实用新型的有益效果是：加工前，通过所述变幅杆安装装置将本实施例安装在机床上，并通过机床带动所述变幅杆、所述换能器靠近工件，进而带动所述工具体接近工件，使得所述工具体的加工作用区接触到工件的表面，所述换能器通过所述变幅杆将能量传递至所述工具体上，加工过程中，机床带动所述变幅杆安装装置沿着工件轴线方向运动，即带动所述工具体沿着与工件轴线方向移动，同时，工件绕着自身轴线旋转，旋转过程中所述加工作用区对工件进行加工。当加工深轧辊曲面时，伸出所述固定压盖前端的所述曲面加工部与深轧辊曲面相切接触，可实现对深轧辊曲面的加工；当加工深轧辊内端面时，伸出所述固定压盖侧部的所述端面加工部与深轧辊内端面相切接触，可实现对深轧辊内端面的加工。本实用新型具有结构简单、设计合理、操作便捷等优点，由于工具体上曲面加工部与端面加工部的组合设计，加工时无需更换刀具即可能够方便对深轧辊曲面和深轧辊内端面进行加工，即可以一次性加工完整个深轧辊的作用面，与现有技术相比，不仅降低了劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的爆炸图；

图3是本实用新型实施例的主视图；

图4是本实用新型实施例的仰视剖视图；

图5是本实用新型实施例的加工效果图；

图6是本实用新型实施例加工深轧辊曲面的原理图；

图7是本实用新型实施例加工深轧辊内端面的原理图；

图8是背景技术中深轧辊示意图；

图中：1-固定压盖；11-工具体安装槽；12-防干涉平面；13-压盖固定主体；14-压盖拆卸分体；15-T型滑槽；16-T型滑块；17-注油口一；2-变幅杆；21-工具体支撑槽；22-注油口二；23-变幅杆注油道；3-换能器；4-工具体；41-加工作用区；42-球形刀具体；5-气缸；6-安装座；A-深轧辊曲面；B-深轧辊内端面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图4所示，深轧辊专用超声波加工刀具，包括变幅杆安装装置，所述变幅杆安装装置的前端安装有固定压盖1，所述固定压盖1与所述变幅杆安装装置内安装有变幅杆2，所述变幅杆2的后端安装有位于所述变幅杆安装装置内的换能器3，所述变幅杆2的前端设置有工具体支撑槽21，所述固定压盖1的前端设置有工具体安装槽11，所述工具体支撑槽21与所述工具体安装槽11内对应安装有工具体4，所述工具体4的前部伸出所述固定压盖1外作为用于加工深轧辊曲面A的曲面加工部，所述工具体4的上、下部分别伸出所述固定压盖1外作为用于加工深轧辊内端面B的端面加工部，所述曲面加工部与所述端面加工部之间圆滑过渡形成加工作用区41。加工前，通过所述变幅杆安装装置将本实施例安装在机床上，并通过机床带动所述变幅杆2、所述换能器3靠近工件，进而带动所述工具体4接近工件，使得所述工具体4的加工作用区41接触到工件的表面，所述换能器3通过所述变幅杆2将能量传递至所述工具体4上，加工过程中，机床带动所述变幅杆安装装置沿着工件轴线方向运动，即带动所述工具体4沿着与工件轴线方向移动，同时，工件绕着自身轴线旋转，旋转过程中所述加工作用区41对工件进行加工。当加工深轧辊曲面A时，参见图6，伸出所述固定压盖1前端的所述曲面加工部与深轧辊曲面A相切接触，可实现对深轧辊曲面A的加工；当加工深轧辊内端面B时，参见图7，伸出所述固定压盖1侧部的所述端面加工部与深轧辊内端面B相切接触，可实现对深轧辊内端面B的加工。本实用新型具有结构简单、设计合理、操作便捷等优点，由于工具体4上曲面加工部与端面加工部的组合设计，加工时无需更换刀具即可能够方便对深轧辊曲面A和深轧辊内端面B进行加工，即可以一次性加工完整个深轧辊的作用面，与现有技术相比，不仅降低了劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

所述工具体4设置为球形刀具体42，所述工具体支撑槽21设置为与所述球形刀具体42的球体表面配合的支撑圆弧面，所述工具体安装槽11设置为与所述球形刀具体42的球体表面配合的安装球弧面，所述球形刀具体42配合安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间，所述支撑圆弧面与所述安装球弧面构成一个能将所述球形刀具体42限位在内的不规则的半球形腔体，参见图4，所述球形刀具体42的球体表面的前部、上部与下部伸出所述固定压盖1外，所述球形刀具体42的球体表面的前部作为曲面加工部，可以与深轧辊曲面A相切接触，参见图6，用于对深轧辊曲面A进行加工，此时所述球形刀具体42在工件径向上受力；所述球形刀具体42的球体表面的上部与下部作为内端面加工部，可以与深轧辊内端面B相切接触，参见图7，用于对深轧辊内端面B进行加工，此时所述球形刀具体42在工件轴向方向受力。

所述球形刀具体42的球体球面的3/4漏出所述固定压盖1外，即所述球形刀具体42的前部、上部与下部漏出所述固定压盖1外的面积为所述球形刀具体42的球面总面积的3/4，所述球形刀具体42漏出来的面积越多，所述工具体4的加工范围越广，有利于快速加工完整个深轧辊的作用面。

所述球形刀具体42自由转动安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间使得所述球形刀具体42的整个球体表面均可作为加工作用区41。在本实施例中，所述球形刀具体42可以在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间自由转动，当所述变幅杆安装装置带动所述球形刀具体42沿着深轧辊表面移动时，或工件旋转时，所述球形刀具体42跟随发生移动时可以自由转动，降低与深轧辊的作用面接触的摩擦力，缓解深轧辊对所述球形刀具体42的冲击力；同时当所述球形刀具体42可以自由转动后，所述球形刀具体42的表面的任何部位都可以作用加工作用区41对深轧辊进行加工，这样所述球形刀具体42的各个部位的磨损效果相同，所述球形刀具体42的整个外表面都是均匀圆滑的，不会出现局部磨损而造成所述球形刀具体42表面不光滑无法对工件加工的现象，有效的提高了所述球形刀具体42的使用寿命。

在本实施例中，所述固定压盖1的前部呈方形结构，所述固定压盖1的前部的顶端与底端相对设置有防干涉平面12，所述球形刀具体42的直径大于两所述防干涉平面12之间的距离，这样所述球形刀具体42的上部与下部可以伸出所述固定压盖1外，同时当所述球形刀具体42伸入至深轧辊内时，由于所述球形刀具体42的上部与下部均位于所述防干涉平面12外，所以在对深轧辊进行加工时，无论是加工深轧辊曲面A还是深轧辊内端面B，所述防干涉平面12均不会为与深轧辊造成干涉，所述防干涉平面12有利于工件的加工。加工时，操作人员根据实际使用需要选用不同规格的球体滚刀。

所述固定压盖1设置为分体式结构，包括相互配合将所述球形刀具体42安装在内的压盖固定主体13和压盖拆卸分体14，所述压盖固定主体13与所述压盖拆卸分体14对应设置在所述球形刀具体42的左右两侧，所述压盖拆卸分体14通过螺钉与所述压盖固定主体13装配。由于两所述防干涉平面12上下相对设置，且所述球形刀具体42的上部与下部分别伸出所述防干涉平面12外，所以所述压盖固定主体13与所述压盖拆卸分体14不能上下安装，只能将所述压盖固定主体13与所述压盖拆卸分体14呈左右安装，并通过螺钉实现所述压盖拆卸分体14的可拆卸安装，即可以实现所述球形刀具体42的快速安装，并可以将所述球形刀具体42安装在所述固定压盖1内。

此外所述压盖拆卸分体14与所述压盖固定主体13之间还设置有卯榫结构，通过卯榫结构安装后通过螺钉紧固，可以有效的保证两者之间的安装强度和承受侧方向的分立。在本实施例中，所述压盖固定主体13上设置有横向设置有T型滑槽15，所述压盖拆卸分体14上设置有与所述T型滑槽15配合的T型滑块16，当螺钉取下后，将所述压盖拆卸分体14沿着所述T型滑槽15横向往后滑动，即将所述压盖拆卸分体14拆卸下来。

所述固定压盖1的侧壁与所述变幅杆2的侧壁上分别设置有相对应的注油口，分别为所述固定压盖1的侧壁上设置有注油口一17，所述变幅杆2的侧壁上设置有注油口二22，注油口一17和所述注油口二22与设于所述变幅杆2内部的变幅杆注油道23相通，所述变幅杆注油道23与所述工具体支撑槽21相通。在本实施例中，所述固定压盖1的侧壁上的注油口一17与外部供油路径连通，从所述固定压盖1上的注油口一17经过所述变幅杆2上的注油口二22进入的油液经过所述变幅杆注油道23，到达所述工具体支撑槽21内，对所述球形刀具体42进行润滑，使得加工过程中，降低所述球形刀具体42的摩擦，且减少摩擦损坏，提高能量的利用率。

所述变幅杆安装装置包括套装在所述变幅杆2后部与所述换能器3外周的气缸5，所述变幅杆2的后端与所述气缸5的活塞通过螺栓固定连接。所述气缸5外顶端安装有与机床固定连接的安装座6。所述安装座6的安装平面与所述变幅杆2的轴线方向平行。

本实用新型的工作原理为：

加工前，将所述安装座6固定安装在机床上，然后通过机床带动所述球形刀具体42靠近工件，使得所述加工作用区41与深轧辊的作用面接触，所述球形刀具体42与工件之间的状态参见图5至图7；

加工时，工件旋转，同时机床带动所述球形刀具体42沿着工件的轴线移动，超声波产生后，通过换能器3转化为机械能，通过变幅杆2传递到球形刀具体42，球形刀具体42受超声波作用，可以产生高频振动，工件旋转过程中，当所述球形刀具体42的曲面加工部与深轧辊曲面A相切接触时，参见图6，对深轧辊曲面A进行加工，当所述球形刀具体42的内端面加工部与深轧辊内端面B相切接触，参见图7，对深轧辊内端面B进行加工，对于加工此种深轧辊结构而言，采用此种球形刀具体42的超声波加工效果更好；

加工过程中，所述气缸5内产生压力推动活塞滑动，所述活塞会带动所述变幅杆2、所述球形刀具体42向着深轧辊的作用面运动，即通过所述气缸5提供加工压力作用在深轧辊表面上，使所述球形刀具体42的加工作用面紧贴在深轧辊表面上，同时，深轧辊表面会对所述球形刀具体42有一个反作用力，由深轧辊表面将所述球形刀具体42顶回，所述球形刀具体42与深轧辊表面之间产生一定预压力，利用气体可压缩的原理，所述气缸5内具有恒定气压，所述球形刀具体42与深轧辊表面之间的预压力与所述气缸5内的气压呈一定比例，在深轧辊表面时始终保持预压力一致，从而使深轧辊表面整体可以达到一致性的要求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.深轧辊专用超声波加工刀具，包括变幅杆安装装置，所述变幅杆安装装置的前端安装有固定压盖，所述固定压盖与所述变幅杆安装装置内安装有变幅杆，所述变幅杆的后端安装有位于所述变幅杆安装装置内的换能器，其特征在于：所述变幅杆的前端设置有工具体支撑槽，所述固定压盖的前端设置有工具体安装槽，所述工具体支撑槽与所述工具体安装槽内对应安装有工具体，所述工具体的前部伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊曲面的曲面加工部，所述工具体的上、下部分别伸出所述固定压盖外作为用于加工深轧辊内端面的端面加工部，所述曲面加工部与所述端面加工部之间圆滑过渡形成加工作用区。

2.如权利要求1所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述工具体设置为球形刀具体，所述工具体支撑槽设置为与所述球形刀具体的球体表面配合的支撑圆弧面，所述工具体安装槽设置为与所述球形刀具体的球体表面配合的安装球弧面，所述球形刀具体配合安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间，所述球形刀具体的球体表面的前部、上部与下部伸出所述固定压盖外。

3.如权利要求2所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述球形刀具体自由转动安装在所述支撑圆弧面与所述安装球弧面之间使得所述球形刀具体的整个球体表面均可作为加工作用区。

4.如权利要求2所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述固定压盖的顶端与底端相对设置有防干涉平面，所述球形刀具体的直径大于两所述防干涉平面之间的距离。

5.如权利要求2所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述固定压盖设置为分体式结构，包括相互配合将所述球形刀具体安装在内的压盖固定主体和压盖拆卸分体，所述压盖固定主体与所述压盖拆卸分体对应设置在所述球形刀具体的左右两侧，所述压盖拆卸分体通过螺钉与所述压盖固定主体装配。

6.如权利要求5所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述压盖固定主体上设置有横向设置有T型滑槽，所述压盖拆卸分体上设置有与所述T型滑槽配合的T型滑块。

7.如权利要求2所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述固定压盖的侧壁与所述变幅杆的侧壁上分别设置有相对应的注油口，所述注油口与设于所述变幅杆内部的变幅杆注油道相通，所述变幅杆注油道与所述工具体支撑槽相通。

8.如权利要求1所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述变幅杆安装装置包括套装在所述变幅杆后部与所述换能器外周的气缸，所述变幅杆的后端与所述气缸的活塞通过螺栓固定连接。

9.如权利要求8所述的深轧辊专用超声波加工刀具，其特征在于：所述气缸外顶端安装有与机床固定连接的安装座。

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