專利名稱：一種具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削
直O(jiān)
背景技術(shù)：
目前，在普通車床上附加的超聲振動切削裝置一般包括直接夾持在刀架上的和直接安裝在小托板上的兩種。前者結(jié)構(gòu)過于簡單，且安裝在刀架上，超聲振動節(jié)點難于控制， 造成大量超聲能量的損失，該方法一般只用于超聲切削原理的試驗；后者獨立成為系統(tǒng)，避免了節(jié)點不準造成的能量損失，但是在實際加工過程中，由于刀具磨損及刀具的刃磨，經(jīng)常需要對刀具刀尖高度進行微調(diào)，由于該類裝置不具備刀尖微調(diào)功能，使得加工效果受到影響，大大限制了對其的推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有超聲輔助切削裝置存在的能量損失大和刀尖高度不能微調(diào)的問題， 本發(fā)明提供了一種超聲振動能量泄漏少、加工效果好、可取代傳統(tǒng)刀架實現(xiàn)工件精密切削、 且具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，包括刀具微調(diào)機構(gòu)和超聲振動聲學系統(tǒng)，所述刀具微調(diào)機構(gòu)包括底板上垂直設(shè)置的立板、與立板相配的燕尾滑板，立板與燕尾滑板通過連接板相連，立板中部的連接套內(nèi)通過絲桿螺母設(shè)置有絲桿，連接套上部設(shè)有刻度盤，絲桿上端設(shè)有手柄，連接板上固連有支撐法蘭；所述超聲振動聲學系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和超聲車刀，換能器與超聲車刀通過變幅桿相連，超聲振動聲學系統(tǒng)通過變幅桿上的固定法蘭連接在支撐法蘭上。所述底板上設(shè)有與立板相連的筋板。所述底板底部設(shè)有凸臺。所述刻度盤通過其下部的半圓鍵與連接套相連，刻度盤上部設(shè)有鎖緊螺母。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
1.刀具微調(diào)機構(gòu)包括底板上垂直設(shè)置的立板、與立板相配的燕尾滑板，立板與燕尾滑板通過連接板相連，立板中部的連接套內(nèi)通過絲桿螺母設(shè)置有絲桿，連接套上部設(shè)有刻度盤，絲桿上端設(shè)有手柄，連接板上固連有支撐法蘭；超聲振動聲學系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、 換能器、變幅桿和超聲車刀，換能器與超聲車刀通過變幅桿相連，超聲振動聲學系統(tǒng)通過變幅桿上的固定法蘭連接在支撐法蘭上，通過對超聲振動聲學系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，使超聲振動能量泄漏最少，通過刀具微調(diào)機構(gòu)能夠很方便地實現(xiàn)超聲振動聲學系統(tǒng)再高度方向上的移動，達到調(diào)節(jié)刀尖高度的目的，其微量移動分辨率可達到0. 01mm，能夠有效實現(xiàn)刀具磨損刃磨后刀尖的高度調(diào)整，實現(xiàn)工件的精密切削。2.為增強整個刀具微調(diào)機構(gòu)的剛性，在底板與立板之間通過聯(lián)接螺釘設(shè)置有筋板，共同形成機架。
3.在底板底部設(shè)有凸臺，底板與立板取代原有的車床刀架，通過凸臺與超聲振動切削裝置的小托板配合安裝。4.本發(fā)明中，超聲加工刀具的上下方向的移動、刀尖水平面的轉(zhuǎn)動、刀尖垂直方向的擺動可通過刀具微調(diào)機構(gòu)來實現(xiàn)，完全滿足超聲加工的需要。


圖1為超聲振動切削原理示意圖； 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2中的A-A剖視圖； 圖4為圖3中的B-B剖視圖。
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3和圖4所示的具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，其包括刀具微調(diào)機構(gòu)和超聲振動聲學系統(tǒng)，刀具微調(diào)機構(gòu)和超聲振動聲學系統(tǒng)通過法蘭相連，通過調(diào)節(jié)刀具微調(diào)機構(gòu)改變超聲振動聲學系統(tǒng)與工件25的相對位置。刀具微調(diào)機構(gòu)包括底板20上垂直設(shè)置的立板17，立板17兩邊設(shè)有導軌，立板17 通過導軌配合設(shè)有燕尾滑板3，立板17與燕尾滑板3通過連接板18螺紋相連。在立板17 中部的連接套8內(nèi)通過絲桿螺母9設(shè)置有絲桿10，絲杠10的螺距P (導程S)為1. 5mm，絲桿螺母9外形為方形，與立板17中部的方形槽配合進行導向，絲桿螺母9與燕尾滑板3通過過盈配合聯(lián)接。連接套8上部通過半圓鍵7設(shè)有刻度盤2，沿刻度盤2的圓周有刻度線， 將整個刻度盤圓周分成150個小格，刻度盤2上部設(shè)有鎖緊螺母6，絲桿10上端設(shè)有手柄 1，連接板18上固連有支撐法蘭12，連接板18與支撐法蘭12焊接。為增強整個刀具微調(diào)機構(gòu)的剛性，在底板20與立板17之間通過聯(lián)接螺釘19設(shè)置有筋板21，共同形成機架；底板20底部設(shè)有凸臺24，底板20與立板17取代原有的車床刀架，通過凸臺24與超聲振動切削裝置的小托板配合安裝。使用刀具微調(diào)機構(gòu)時，通過旋轉(zhuǎn)手柄1，帶動絲桿螺母9上下移動，安裝在立板17上的燕尾滑板3在絲桿螺母9的帶動下也可上下移動，從而通過支撐法蘭12帶動超聲振動聲學系統(tǒng)上下移動，達到調(diào)節(jié)刀尖高度的目的。當?shù)都飧叨日{(diào)整到位，可通過鎖緊螺母22將刀具微調(diào)機構(gòu)進行固定。刀尖微調(diào)量可通過下式計算得出
23 V 1
h = f--= = ο OLV 150 150
式中h 刀尖微調(diào)量(mm)，P:絲桿螺距，為1. 5mm, N 手柄轉(zhuǎn)動的格數(shù)。上式表明，每轉(zhuǎn)動手柄1 一格，刀尖上下移動0. 01mm。超聲振動聲學系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器16、換能器4、變幅桿5和超聲車刀13，換能器4與超聲車刀13通過變幅桿5相連，超聲車刀13通過固定螺釘14設(shè)置在變幅桿5端部， 超聲振動聲學系統(tǒng)通過變幅桿5上的固定法蘭連接在支撐法蘭12上，固定位置選為變幅桿 5的振動節(jié)點處，能有效避免振動能量的泄露損失。振動切削時，由超聲波發(fā)生器16發(fā)出超聲頻的電壓信號，通過電纜傳至換能器4，換能器4可將高頻電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橥阮l率的機械振動信號，機械振動由換能器4端部輸出，由于換能器4輸出振動振幅較小，因此通過換能器4端部設(shè)置的變幅桿5將高頻機械振動的振幅進行放大。為了使刀尖產(chǎn)生縱向振動， 超聲車刀13為二階彎曲振動車刀。 為保證刀尖在刀尖水平面上與工件垂直， 變幅桿5可在支撐法蘭12上原地轉(zhuǎn)動， 轉(zhuǎn)到合適位置時，通過連接螺栓11將變幅桿5緊緊壓在支撐法蘭12上；刀尖的垂直歪斜， 可通過調(diào)整連接板18的固定位置來調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，其特征在于，包括刀具微調(diào)機構(gòu)和超聲振動聲學系統(tǒng)，所述刀具微調(diào)機構(gòu)包括底板上垂直設(shè)置的立板、與立板相配的燕尾滑板， 立板與燕尾滑板通過連接板相連，立板中部的連接套內(nèi)通過絲桿螺母設(shè)置有絲桿，連接套上部設(shè)有刻度盤，絲桿上端設(shè)有手柄，連接板上固連有支撐法蘭；所述超聲振動聲學系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和超聲車刀，換能器與超聲車刀通過變幅桿相連，超聲振動聲學系統(tǒng)通過變幅桿上的固定法蘭連接在支撐法蘭上。
2.如權(quán)利要求1所述的具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，其特征在于，所述底板上設(shè)有與立板相連的筋板。
3.如權(quán)利要求1或2所述的具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，其特征在于，所述底板底部設(shè)有凸臺。
4.如權(quán)利要求3所述的具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，其特征在于，所述刻度盤通過其下部的半圓鍵與連接套相連，刻度盤上部設(shè)有鎖緊螺母。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有刀具微調(diào)機構(gòu)的超聲輔助切削裝置，包括刀具微調(diào)機構(gòu)和超聲振動聲學系統(tǒng)，刀具微調(diào)機構(gòu)包括底板上垂直設(shè)置的立板、與立板相配的燕尾滑板，立板與燕尾滑板通過連接板相連，立板中部的連接套內(nèi)通過絲桿螺母設(shè)置有絲桿，連接套上部設(shè)有刻度盤，絲桿上端設(shè)有手柄，連接板上固連有支撐法蘭；超聲振動聲學系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和超聲車刀，超聲振動聲學系統(tǒng)通過變幅桿上的固定法蘭連接在支撐法蘭上。該裝置的超聲振動能量泄漏最少，刀具微調(diào)機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)超聲振動聲學系統(tǒng)在高度方向上的移動，其微量移動分辨率可達到0.01mm，能夠有效實現(xiàn)刀具磨損刃磨后刀尖的高度調(diào)整，實現(xiàn)工件的精密切削。
文檔編號B23B25/06GK102151856SQ20111006173
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者向道輝, 張明, 焦鋒, 趙波, 趙重陽, 閆艷燕, 陳平, 高國富 申請人:河南理工大學