CN212634025U - 热振联合渐进成形工具头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热振联合渐进成形工具头，包括一套筒，所述套筒内设置有超声波换能器，超声波换能器连接有从套筒下端穿出的变幅杆，所述变幅杆下端连接有工具头，变幅杆穿出套筒的杆段内部设置有冷却水流道。本实用新型热振联合渐进成形工具头构造简单、使用方便，实用性强，而且加工成本低、可靠性高、易于操作；利用超声波降低零件成形过程所需的成形力，改善摩擦条件，可有效提高成形件的表面质量，解决超声波换能器无法耐高温的问题，实现了热振联合渐进成形。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热振联合渐进成形工具头，属于新型金属材料加工技术领域。
背景技术
渐进成形技术不需要专用的模具，成形工具头沿一定轨迹对板材进行局部逐次加工，极大的提高了材料的成形极限，并且省去了模具设计制造的费用和时间，能够缩短产品设计制造的周期，符合现代化产品发展的潮流。对于一些常温下塑性差的材料（如镁合金、钛合金等），成形的过程通常需要热辅助条件来提高材料的成形性能。但是高温条件下加剧了成形工具头和板材之间的摩擦，因此在热渐进成形的过程中引入超声振动技术，降低零件成形过程所需的成形力，改善摩擦条件，提高成形件的表面质量。现有技术渐进成形工具头无法在高温环境下服役，并且结构复杂，各零部件配合容易产生误差，可靠性不高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种构造简单，可靠性高的热振联合渐进成形工具头，解决超声波换能器无法耐高温的问题，可有效提高成形件的表面质量。
本实用新型采用以下方案实现：一种热振联合渐进成形工具头，包括一套筒，所述套筒内设置有超声波换能器，超声波换能器连接有从套筒下端穿出的变幅杆，所述变幅杆下端连接有工具头，变幅杆穿出套筒的杆段内部设置有冷却水流道。
进一步的，所述冷却水流道进水端与一冷却水循环机的出水口通过水管连接，冷却水流道出水端与冷却水循环机的进水口通过水管连接。
进一步的，所述套筒下端开设有供变幅杆穿出的开口，所述开口内侧开设有环形槽，所述变幅杆上设置有嵌入环形槽的环形凸部。
进一步的，所述变幅杆上端通过螺栓与超声波换能器连接，套筒侧面开设有通孔，超声波换能器经通孔与套筒外的超声波发生器电性连接，套筒上端开设有用以与数控机床主轴连接的螺纹孔。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型热振联合渐进成形工具头构造简单、使用方便，实用性强，而且加工成本低、可靠性高、易于操作；利用超声波降低零件成形过程所需的成形力，改善摩擦条件，可有效提高成形件的表面质量，解决超声波换能器无法耐高温的问题，实现了热振联合渐进成形。
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例构造示意图；
图中标号说明：1-螺纹孔；2-套筒；3-超声波换能器；4-螺栓；5-变幅杆；6-冷却水流道；7-螺纹孔；8-工具头；9-超声波发生器；10-冷却水循环机；11-环形凸部。
具体实施方式
如图1所示，一种热振联合渐进成形工具头，包括一套筒2，所述套筒2内设置有超声波换能器3，超声波换能器3连接有从套筒2下端穿出的变幅杆5，所述变幅杆5下端连接有工具头8，变幅杆下端开设有螺纹孔，工具头上端具有与螺纹连接于变幅杆下端螺纹孔的外螺纹部，变幅杆5穿出套筒的杆段内部设置有冷却水流道6；本实用新型热振联合渐进成形工具头在热振联合条件下对金属薄板加工，利用超声波降低零件成形过程所需的成形力，改善摩擦条件，提高成形件的表面质量；同时在变幅杆内部设置冷却水流道解决超声波换能器无法耐高温的问题，实现了热振联合渐进成形，对室温下难变形金属板材的柔性加工具有明显促进作用，可用于研究热振联合渐进成形温度参数和振动参数的影响，为热振联合渐进成形机理的研究提供了条件，而且构造简单、加工成本低、可靠性高、易于操作。
在本实施例中，所述冷却水流道6进水端与一冷却水循环机10的出水口通过水管连接，冷却水流道6出水端与冷却水循环机10的进水口通过水管连接。
在本实施例中，所述套筒2下端开设有供变幅杆5穿出的开口，所述开口内侧开设有环形槽，所述变幅杆上设置有嵌入环形槽的环形凸部11。
在本实施例中，所述变幅杆5上端通过螺栓4与超声波换能器3连接，套筒2侧面开设有通孔，超声波换能器3经通孔与套筒外的超声波发生器9电性连接，超声波换能器3和超声波发生器9之间连接线从通孔穿过，套筒2上端开设有用以与数控机床主轴连接的螺纹孔1，数控机床可以采用数控铣床，数控机床的主轴不转动，只是带动渐进成形工具头移动。
将整个热振联合渐进成形工具头通过螺纹孔1固定在数控机床的主轴上，打开冷却水循环机10，设置冷却水温度，等待水温降至设置的温度，打开加热装置（图中未画出）加热待加工板材，打开超声波发生器9，设置超声波的振幅和频率，方可进行热振联合渐进成形实验，数控机床带动热振联合渐进成形工具头开始按照加工轨迹运动，直至成形过程结束，先关闭超声波发生器9，关闭加热装置，等待10分钟之后方可关闭冷却水循环机10。
上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种热振联合渐进成形工具头，其特征在于：包括一套筒，所述套筒内设置有超声波换能器，超声波换能器连接有从套筒下端穿出的变幅杆，所述变幅杆下端连接有工具头，变幅杆穿出套筒的杆段内部设置有冷却水流道。
2.根据权利要求1所述的热振联合渐进成形工具头，其特征在于：所述冷却水流道进水端与一冷却水循环机的出水口通过水管连接，冷却水流道出水端与冷却水循环机的进水口通过水管连接。
3.根据权利要求1或2所述的热振联合渐进成形工具头，其特征在于：所述套筒下端开设有供变幅杆穿出的开口，所述开口内侧开设有环形槽，所述变幅杆上设置有嵌入环形槽的环形凸部。
4.根据权利要求1所述的热振联合渐进成形工具头，其特征在于：所述变幅杆上端通过螺栓与超声波换能器连接，套筒侧面开设有通孔，超声波换能器经通孔与套筒外的超声波发生器电性连接，套筒上端开设有用以与数控机床主轴连接的螺纹孔。
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Cited By (1)
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| WO2023247649A1 (fr) * | 2022-06-22 | 2023-12-28 | Institut National Des Sciences Appliquees De Rennes | Outil de formage incrémental vibratoire |
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2020
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| WO2023247649A1 (fr) * | 2022-06-22 | 2023-12-28 | Institut National Des Sciences Appliquees De Rennes | Outil de formage incrémental vibratoire |
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