本發(fā)明涉及數(shù)控加工制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種超聲輔助加工裝置。

背景技術(shù)：

隨著觸屏手機、平板電腦、數(shù)碼相機、gps、各類查詢終端機、各類自助終端和atm機等數(shù)碼產(chǎn)品的應(yīng)用日益普及，作為其必備組件蓋板玻璃的應(yīng)用市場前景廣闊。目前，傳統(tǒng)加工蓋板玻璃及陶瓷片普遍采用常規(guī)cnc(計算機數(shù)字控制機床)加工的方法，加工效率低，成品率低。隨著蓋板玻璃材料的更新?lián)Q代，為提高蓋板玻璃耐磨性，材料硬度也越來越高，部分電子產(chǎn)品使用的陶瓷(氧化鋯)片、藍(lán)寶石玻璃片，硬度高，使用傳統(tǒng)工藝方法加工中極易出現(xiàn)開裂、崩邊等缺陷，加工效率、良品率低下，而且磨頭的使用壽命也會降低，蓋板玻璃加工技術(shù)革新迫在眉睫。

超聲加工作為20世紀(jì)初發(fā)展并開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的一種非常有效的特種加工方法，特別適合于加工玻璃、陶瓷、石英、金剛石、硅等各種硬脆材料，并已得到了廣泛應(yīng)用。將超聲加工與傳統(tǒng)的切削加工結(jié)合所形成新的加工技術(shù)既充分發(fā)揮了機械加工和超聲加工這兩種加工技術(shù)的優(yōu)點，又彌補了兩種技術(shù)的局限和不足。超聲輔助切削加工技術(shù)不僅可以有效降低切削力、提高加工質(zhì)量、減小刀具磨損和提高加工效率，而且拓展了可加工材料和可加工零件的適用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。

日本公開的發(fā)明專利超聲振動臺，申請?zhí)杍p2005041280，提出一種用于加工玻璃，陶瓷，硅，鈦，火焰切割材料和一般的金屬材料的復(fù)合材料，如硬質(zhì)金屬，有機材料，無機材料的切割，涉及用于研磨和拋光的超聲振動臺。上述專利中采用了超聲輔助加工工藝的加工方法，振動臺直接作為變幅桿激振被加工件，換能器垂直安裝，使得裝置整體高度增加，而目前現(xiàn)有的加工機床不經(jīng)改造，主軸行程不夠，無法直接使用。而且當(dāng)被加工件如蓋板玻璃外廓全周都需要加工時，無內(nèi)孔、槽固定裝卡，使得無法進(jìn)行被加工件的外廓開粗及精加工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種超聲輔助加工裝置，以解決現(xiàn)有超聲輔助加工裝置中整體高度過大，無法直接應(yīng)用于現(xiàn)有普通加工機床的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述超聲輔助加工裝置，包括：

換能器；

一個或多個治具模板，治具模板上表面用于放置被加工件；以及

振板，振板的側(cè)面安裝有所述換能器，振板上表面固定安裝有所述治具模板，

通過換能器將超聲振動能量順序傳至振板和治具模板，治具模板帶動被加工件一起振動。

優(yōu)選的，換能器水平安裝，通過振板將水平振動轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪闭駝樱⒋怪闭駝觽鬟f給治具模板和被加工件。

進(jìn)一步地，優(yōu)選的，振板由輕金屬材料制造。

優(yōu)選的，振板安裝換能器的一側(cè)安裝有負(fù)壓管，負(fù)壓管與振板內(nèi)部連通，第一通孔穿過治具模板與振板的內(nèi)部和負(fù)壓管的通道共同形成負(fù)壓通道，治具模板上表面設(shè)置有氣槽，

通過負(fù)壓管中的負(fù)壓經(jīng)所述負(fù)壓通道及氣槽將被加工件吸附在治具模板上表面。

進(jìn)一步地，優(yōu)選的，振板內(nèi)部具有第二通孔，第二通孔兩端均安裝有堵塞件，負(fù)壓管安裝在堵塞件上，第一通孔與第二通孔和負(fù)壓管的通道共同形成所述負(fù)壓通道。

優(yōu)選的，所述超聲輔助加工裝置還包括支撐板，支撐板安裝在治具模板與振板之間。

進(jìn)一步地，優(yōu)選的，從側(cè)面看，支撐板呈t字型，支撐板與治具模板、支撐板與振板均通過螺紋連接。

優(yōu)選的，所述超聲輔助加工裝置還包括底座，底座固定在工作臺上，

振板的振型節(jié)點處安裝有定位裝置，振板通過所述定位裝置固定在底座上。

優(yōu)選的，所述超聲輔助加工裝置還包括防護(hù)殼，防護(hù)殼將振板和換能器包裹在內(nèi)。

優(yōu)選的，所述超聲輔助加工裝置的激振頻率為18～40khz。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明通過換能器將超聲振動能量順序傳至振板、治具模板，直至被加工件，實現(xiàn)超聲輔助加工工藝。且換能器安裝于振板側(cè)面而非垂直安裝，通過振板實現(xiàn)振型方向轉(zhuǎn)換，縮短了裝置整體高度，可以直接應(yīng)用于現(xiàn)有普通加工機床或加工中心，無需定制超聲刀具，使用原有工藝刀具實現(xiàn)超聲輔助加工效果。本發(fā)明適合切削脆硬材料的蓋板玻璃、陶瓷片等加工件，表面粗糙度ra≤0.8μm，相對于普通切削加工，切削力降低1/3～1/10，刀具壽命提高120％，切削發(fā)熱量降低60％，切削速度提高50％。

本發(fā)明無旋轉(zhuǎn)供電裝置，無需防護(hù)，方便使用切削液。

本發(fā)明通過負(fù)壓管真空吸附的方式，對吸附在治具模板表面的被加工件進(jìn)行固定裝卡，使被加工件全周在走刀路徑無干涉，從而實現(xiàn)外廓一次裝卡，整周加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述超聲輔助加工裝置優(yōu)選實施例的立體示意圖；

圖2是圖1所示超聲輔助加工裝置的剖面示意圖；

圖3是圖1所示超聲輔助加工裝置的主視圖；

圖4是圖1沿所述負(fù)壓管軸線的軸測剖視圖。

具體實施方式

下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或其組合對所描述的實施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。此外，在本說明書中，附圖未按比例畫出，并且相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。

下面結(jié)合圖1至圖4來詳細(xì)說明本實施例。

如圖1所示，本發(fā)明所述超聲輔助加工裝置包括：

治具模板100，所述治具模板100上表面用于放置被加工件(如蓋板玻璃等)；

振板200，在振板200上表面固定安裝有一個或多個治具模板100(圖1中示出兩個，而不限于此)；以及

換能器300，安裝于振板200的側(cè)面，通過換能器300將超聲振動能量順序傳至振板200和治具模板100，使得治具模板100帶動其上表面的被加工件一起振動，從而實現(xiàn)超聲輔助加工工藝。

優(yōu)選地，換能器300水平安裝于振板200的側(cè)面，在工作頻率下振板200實現(xiàn)振型方向轉(zhuǎn)換，將水平振動轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪闭駝?，使得超聲輔助加工裝置整體高度降低。優(yōu)選地，振板200由輕金屬材料制造。本發(fā)明所述超聲輔助加工裝置可以直接應(yīng)用于普通加工機床或加工中心，無需對原有加工機床改造，無需定制超聲刀具，使用原有工藝刀具實現(xiàn)超聲輔助加工效果。本發(fā)明所述超聲輔助加工裝置適合切削脆硬材料的蓋板玻璃、陶瓷片等加工件，表面粗糙度ra≤0.8μm，相對于普通切削加工，切削力降低1/3～1/10，刀具壽命提高120％，切削發(fā)熱量降低60％，切削速度提高50％。

結(jié)合圖1和圖2、圖4所示，振板200側(cè)面安裝有負(fù)壓管400，負(fù)壓管400與振板200內(nèi)部連通，第一通孔101穿過治具模板100與振板200的內(nèi)部和負(fù)壓管400的通道共同形成負(fù)壓通道。優(yōu)選地，振板200內(nèi)部具有第二通孔210，第二通孔210兩端均安裝有堵塞件410，負(fù)壓管400安裝在第二通孔210其中一端的堵塞件410上，第一通孔101與第二通孔210和負(fù)壓管400的通道共同形成負(fù)壓通道。

治具模板100上表面設(shè)置有氣槽102，負(fù)壓管400與真空吸氣裝置連接。對被加工件進(jìn)行加工時，通過負(fù)壓管400中的負(fù)壓經(jīng)上述負(fù)壓通道及氣槽102將被加工件吸附在治具模板100的上表面，實現(xiàn)對于被加工件的裝卡固定。當(dāng)被加工件(如蓋板玻璃)的外廓全周都需要加工時，通過上述真空吸附方式裝卡被加工件，可以使被加工件在走刀路徑無干涉，進(jìn)行整周加工。為了減小裝置整體尺寸，負(fù)壓管400與換能器300優(yōu)選為安裝于振板200的同一側(cè)。

根據(jù)被加工件的具體形狀要求，在治具模板100表面設(shè)置有不同的凹槽，以便在加工被加工件時預(yù)留讓刀空間。例如，如圖1所示，在治具模板100表面設(shè)置有第一凹槽103和第二凹槽104，分別用于加工手機后背板玻璃上的攝像頭孔和閃光燈孔時，預(yù)留讓刀空間。

如圖2所示，所述超聲輔助加工裝置還可以包括支撐板500，支撐板500安裝在治具模板100與振板200之間，支撐板500可有效防止長時間工作引起治具模板100發(fā)生形變，提高良品率。優(yōu)選地，從側(cè)面看，支撐板500呈t字型(如圖4所示)，支撐板500與治具模板100、支撐板500與振板200之間分別通過第一螺紋孔501和第二螺紋孔502連接，以拆卸方便。

在超聲輔助加工裝置包括支撐板500時，第一通孔101也穿過支撐板500組成上述負(fù)壓通道的一部分，以供負(fù)壓管400內(nèi)的負(fù)壓通過。

在超聲輔助加工裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，通過改變振板200和支撐板500的材料、形狀尺寸以及第一通孔101尺寸和位置，在工作激勵頻率下，使得治具模板100上表面邊沿振型僅有軸向的伸縮位移，通過真空吸附在治具模板100上表面的被加工件跟隨治具模板100一起做微幅高頻振動，在普通加工機床上實現(xiàn)超聲輔助加工工藝。

如圖1、圖2和圖3所示，所述超聲輔助加工裝置還包括底座600，底座600可通過螺栓固定在加工機床的工作臺上，振板200固定在底座600上。優(yōu)選地，在振板200的振型節(jié)點處安裝定位裝置610，振板200通過定位裝置610固定在底座600上，其中，定位裝置610可以是通過在振板200的振型節(jié)點處的螺栓連接振板200與底座600，以防止振動傳遞到底座600上。

如圖1和圖3所示，所述超聲輔助加工裝置還包括防護(hù)殼700，防護(hù)殼700將振板200與換能器300包裹在內(nèi)。負(fù)壓管400穿過防護(hù)殼700向外伸出，與真空吸氣裝置連接。

優(yōu)選地，本發(fā)明超聲輔助加工裝置的激振頻率在18～40khz，該頻率在超聲電源適用范圍內(nèi)，能產(chǎn)生更大的振幅。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。