CN213053891U - 振动排屑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种振动排屑装置，其包括机台、超声波发生器、底座以及超声振动平台，所述超声波发生器及底座设置于机台上；所述超声振动平台设置于底座上并与超声波发生器电连接，该超声振动平台上还设有用于固定工件的定位夹具，所述定位夹具将超声振动平台产生的机械振动传递给工件，以实现对工件进行振动清理。本实用新型的超声波换能器能够将超声波发生器所发送的高频电信号转换成高频低幅的机械振动，经定位夹具将机械振动传递给工件，通过机械振动对工件表面的碎屑进行清理。并且，刀具具有同频的机械振动，使刀具能够配合定位夹具对工件进行加工。

Description

振动排屑装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种用于CNC加工中心的振动排屑装置。

背景技术

CNC加工中心也称为数控加工中心，其是从数控铣床发展而来的，CNC加工中心与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

目前，在CNC加工过程中，普遍存在排屑难的问题；由于刀具与待加工的工件是在封闭或半封闭状态下进行作业，刀具对工件进行切削后其表面会残留大量碎屑，每次完成切削都需要人工清理，使得刀具无法高效的运行，影响其加工效率；此外，部分碎屑会残留在刀具上，若不及时清洁，会影响刀具对工件的切削精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种振动排屑装置，以解决现有CNC加工过程中存在排屑难、切削效率及精度低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种振动排屑装置，其包括机台、超声波发生器、底座以及超声振动平台，所述超声波发生器及底座设置于机台上；所述超声振动平台设置于底座上并与超声波发生器电连接，该超声振动平台上还设有用于固定工件的定位夹具，所述定位夹具将超声振动平台产生的机械振动传递给工件，以实现对工件进行振动清理。

优选地，所述超声振动平台包括超声波换能器、安装板以及所述定位夹具，所述超声波换能器固定安装于底座上，所述安装板与超声波换能器固连；定位夹具设置于安装板上方，且该定位夹具与安装板之间设置有多个支撑立柱；所述超声波发生器向超声波换能器输出高频信号，通过超声波换能器将高频信号转换成高频低幅的机械振动，并经过定位夹具将机械振动传递给工件，从而对工件表面的碎屑进行振动清理。

优选地，所述超声波换能器由依次叠放的多个压电陶瓷片组成。

优选地，所述安装板与所述压电陶瓷片通过紧固件连接，且压电陶瓷片与所述紧固件之间设有绝缘件。

优选地，所述定位夹具的上表面为夹具工作台面，待加工的工件夹持固定于所述夹具工作台面。

优选地，所述机台上设有刀具，刀具对工件进行加工时，定位夹具与刀具相对振动运动。

优选地，所述机台上还设有切削液管路，所述切削液管路连接有喷头，所述喷头的出口端设于所述夹具工作台面的上方。

优选地，所述超声波换能器的振动频率范围为20KHz-100KHz。

有益效果是：本实用新型的超声波换能器能够将超声波发生器所发送的高频电信号转换成高频低幅的机械振动，经定位夹具将机械振动传递给工件，通过机械振动对工件表面的碎屑进行清理。并且，刀具具有同频的机械振动，使刀具能够配合定位夹具对工件进行加工。本实用新型结构简单，设计合理，使用和加工方便，能够克服现有CNC加工过程中存在排屑难的问题，还能提高刀具对工件的切削精度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视图；

图2是本实用新型实施例的整体结构示意图；

附图标记：超声波发生器1、底座2、超声振动平台3、超声波换能器31、安装板32、定位夹具33、支撑立柱34、紧固件35。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

CNC加工中心在现在应用已经十分广泛，其主要通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，以实现多种加工功能，然而，现有CNC加工过程中存在排屑难的问题。如图1至图2所示，本实用新型为了解决上述问题，提供了一种用于CNC加工中心的振动排屑装置，包括机台(未图示)、超声波发生器1、底座2以及超声振动平台3；更详尽地，超声波发生器1及底座2水平设置于机台上，超声振动平台3固定装于底座2上并与超声波发生器1电连接，该超声振动平台3上还设有用于固定工件的定位夹具33，定位夹具33将超声振动平台3产生的机械振动传递给工件，以实现对工件进行振动清理。进一步地，超声振动平台3包括超声波换能器31、安装板32以及上述定位夹具33。其中，所述超声波换能器31固定安装于底座 2上并与超声波发生器1电连接，该超声波换能器31用于接收超声波发生器1 所发送的高频电信号转换成高频低幅的机械振动；所述安装板32与超声波换能器31固连，定位夹具33设置于安装板上方，且定位夹具33与安装板32之间设置有多个支撑立柱34。本实施例中，所述支撑立柱34的数量为四个，四个支撑立柱34分别垂直安装于定位夹具33与安装板32四个角的位置上。也就是说，在加工工件时，将待加工的工件夹持固定于定位夹具33上，超声波发生器1向超声波换能器31输出高频信号，通过该超声波换能器31将高频信号转换成高频低幅的机械振动，并经过定位夹具33将机械振动传递给工件，从而对工件表面的碎屑进行振动清理。

在一个实施例中，超声波换能器31由依次叠放的多个压电陶瓷片组成，相邻的两个压电陶瓷片之间设有金属片。其中，每个压电陶瓷片分别设有正负极电极以及连接电极。具体地，压电陶瓷片的其中一个表面为负极电极，压电陶瓷片的侧面为连接电极，该压电陶瓷片侧面的连接电极将上述同一表面上的两个正负极中的一个与相邻压电陶瓷片另一表面上的电极相连并通过上述串联方式构成连接电路，再通过导线超声波发生器1电连接。

在一个实施例中，安装板32与超声波换能器31相邻的压电陶瓷片通过紧固件35连接，该紧固件35包括螺栓、螺杆、铆钉或其他任何起到紧固作用的连接件，且压电陶瓷片与紧固件35之间设有绝缘件，以防止紧固件35与压电陶瓷片直接接触而漏电。

在一个实施例中，定位夹具33的上表面为夹具工作台面，待加工的工件固定于夹具工作台面。并且，机台位于夹具工作台面的上方设有用于加工工件的刀具，该刀具具有与定位夹具33同频的机械振动，在刀具对工件进行加工时，刀具与定位夹具33的夹具工作台面相对振动运动。该刀具采用与定位夹具33 同频的机械振动，一方面能够使刀具相对工件的运动线速度增大，以减少刀具在加工时对工件表面所形成的加工应力，另一方面通过机械振动能够排除残留在刀具上碎屑，提高加工效率和切削精度，还能有效延长刀具的使用寿命。

加工在工件时，刀具与工件间剧烈的磨擦会使切削区域温度升高，而过高的温度会使工件表面烧伤或形变，因此，在加工工件过程中需要加入切削液。在一个实施例中，机台上还设有切削液管路，切削液管路连接有喷头，喷头的出口端设于定位夹具33夹具工作台面的上方位置；在刀具对工件进行加工时，切削液能够降低磨削温度，还能够借助切削液冲洗排除切削时产生的碎屑，即通过该喷头喷出的切削液可以快速冷却切削区域产生的高温，起到降温的效果，还可以清洗工件及刀具表面的碎屑，避免残留碎屑，影响到工件的加工。

进一步地，超声波换能器31能够将超声波发生器1所发送的高频电信号转换成振动频率可调的机械振动，在超声波换能器31的振动频率在20KHz-100KHz 时，定位夹具33将机械振动传递给定位夹具33上的工件及冷却液，其中，超声波换能器31产生的机械振动作用于冷却液使其空化，即切削液在工件与刀具之间的振动功率超过空化临界点时，就会在切削液中产生空化现象，这种空化现象所产生的冲击压力可以快速清除刀具上的加工碎屑，防止发生粘刀，从而提高切削效率和精度。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种振动排屑装置，其特征在于：其包括机台、超声波发生器、底座以及超声振动平台，所述超声波发生器及底座设置于机台上；所述超声振动平台设置于底座上并与超声波发生器电连接，该超声振动平台上还设有用于固定工件的定位夹具，所述定位夹具将超声振动平台产生的机械振动传递给工件。

2.根据权利要求1所述的振动排屑装置，其特征在于：所述超声振动平台包括超声波换能器、安装板以及所述定位夹具，所述超声波换能器固定安装于底座上，所述安装板与超声波换能器固连；定位夹具设置于安装板上方，且该定位夹具与安装板之间设置有多个支撑立柱；所述超声波发生器向超声波换能器输出高频信号，通过超声波换能器将高频信号转换成高频低幅的机械振动，并经过定位夹具将机械振动传递给工件。

3.根据权利要求2所述的振动排屑装置，其特征在于：所述超声波换能器由依次叠放的多个压电陶瓷片组成。

4.根据权利要求3所述的振动排屑装置，其特征在于：所述安装板与所述压电陶瓷片通过紧固件连接，且压电陶瓷片与所述紧固件之间设有绝缘件。

5.根据权利要求2-4任一项所述的振动排屑装置，其特征在于：所述定位夹具的上表面为夹具工作台面。

6.根据权利要求5所述的振动排屑装置，其特征在于：所述机台上设有刀具，刀具对工件进行加工时，所述定位夹具的夹具工作台面与刀具相对振动运动。

7.根据权利要求6所述的振动排屑装置，其特征在于：所述机台上还设有切削液管路，所述切削液管路连接有喷头，所述喷头的出口端设于所述夹具工作台面的上方。

8.根据权利要求7所述的振动排屑装置，其特征在于：所述超声波换能器的振动频率范围为20KHz-100KHz。

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