專利名稱：一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法及專用夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削方法及其專用設(shè)備，尤其是一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法及專用夾具，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著航空航天事業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、國(guó)防工業(yè)的快速發(fā)展，存在大量需要精密加工的零部件，不但對(duì)加工的尺寸精度和形位精度要求很高，而且要求加工表面殘余應(yīng)力小，具有較高疲勞強(qiáng)度。對(duì)于這類難加工材料，如采用常規(guī)普通切削加工技術(shù)，僅依靠增加刀具鋒利程度、減少進(jìn)刀量等工藝方法，受材料切削性能的制約，不僅會(huì)大大降低效率而且往往達(dá)不到理想加工效果。比如出現(xiàn)的超聲振動(dòng)車削能對(duì)難加工材料的軸類零件高質(zhì)、較高效率加工。該方法較普通方法能提高加工精度和工件表面質(zhì)量，且在切削過程中具有較小的切削力和較低的切削溫度。但使用該方法時(shí)由于刀尖處承受的隨超聲振動(dòng)高頻變化的交變拉壓應(yīng)力，使刀具很容易在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生疲勞破損，對(duì)于硬度高、抗彎強(qiáng)度差的刀具材料，尤其是前刀面會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生崩刃現(xiàn)象。因此對(duì)于難加工材料的軸類零件,還沒有一種高質(zhì)、高效、低成本的加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種對(duì)于難加工材料軸類零 件的一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的車削方法及專用夾具。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是加磁超聲振動(dòng)輔助車削專用夾具，包括底座、下滑片、上滑片、蓋板、調(diào)位螺釘及鎖緊螺栓。下滑片安裝在底座的凹槽內(nèi)。上滑片安裝在蓋板的凹槽導(dǎo)軌上。蓋板固定在底座凹槽的上端。蓋板上面設(shè)有用來夾緊刀具的鎖緊螺栓，側(cè)面設(shè)有調(diào)位螺釘。底座凹槽的旁邊設(shè)有線圈孔。本專用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，能滿足加磁超聲振動(dòng)的同時(shí)還具有以下特點(diǎn)①不是針對(duì)刀具固定尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過調(diào)整上下四個(gè)滑片和調(diào)位螺釘能輕易安裝不同刀具，因此具有通用性。②有專門的纏繞勵(lì)磁線圈的線圈孔，能在普通車床上方便地裝夾多種規(guī)格超聲振動(dòng)車刀，該夾具不僅適用于加磁超聲振動(dòng)切削對(duì)常規(guī)超聲振動(dòng)切削也同樣適用。一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法，具體步驟為一、把專用夾具安裝于車床刀架上，在專用夾具上安裝帶有超聲振動(dòng)系統(tǒng)的車刀，裝夾工件。二、根據(jù)所用超聲振動(dòng)頻率，選擇勵(lì)磁電流頻率，要求前者為后者整數(shù)倍。三、開啟磁場(chǎng)電源，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后打開超聲波發(fā)生器，開動(dòng)機(jī)床。四、交變磁場(chǎng)作用于刀具和工件，改變著切削性能，同時(shí)在超聲波振動(dòng)系統(tǒng)作用下，刀具進(jìn)行超聲振動(dòng)，完成切削加工。五、加工完成，退刀、卸載工件、裝夾另一工件直接進(jìn)行加工直至完成所有加工。由于交變磁場(chǎng)及振動(dòng)切削的高速作用，刀具和工件磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)程度會(huì)增強(qiáng)，這樣就降低了刀具的磨損率提高了加工質(zhì)量。超聲振動(dòng)切削是脈沖切削，刀屑分離階段正好補(bǔ)給刀具磁場(chǎng)強(qiáng)度，增加了磁場(chǎng)環(huán)境切削優(yōu)勢(shì)。因此該發(fā)明具有提高加工質(zhì)量，減少刀具磨損特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明方法的工作示意圖。圖2是加磁超聲振動(dòng)輔助車削專用夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是下滑片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是上滑片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是安裝了下滑片的底座結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是安裝了上滑片的蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-底座，2-下滑片，3-上滑片，4-蓋板，5-調(diào)位螺釘，6-鎖緊螺栓，7-線圈孔，8-專用夾具，9-刀具，10-換能器和變幅桿，11-工件，12-磁場(chǎng)電源，13-可變電阻， 14-超聲波發(fā)生器。
具體實(shí)施例方式如圖2-圖6所示，加磁超聲振動(dòng)輔助車削專用夾具，包括底座I、下滑片2、上滑片
3、蓋板4、調(diào)位螺釘5及鎖緊螺栓6。底座I的C位置有個(gè)凹槽，兩個(gè)下滑片2安裝在底座I的凹槽內(nèi)。上滑片3安裝在蓋板4的凹槽導(dǎo)軌上。蓋板4固定在底座I凹槽的上端。蓋板4上面設(shè)有用來夾緊刀具的鎖緊螺栓6，側(cè)面設(shè)有調(diào)位螺釘5。底座I凹槽的旁邊設(shè)有線圈孔7，刀具裝夾完成后通過該孔纏繞勵(lì)磁線圈。該夾具使用步驟①通過車床自帶刀架在底座I右側(cè)A、B位置夾緊。②使兩下滑片2分別對(duì)應(yīng)刀具兩節(jié)點(diǎn)位置，把兩上滑片3滑入蓋板4的導(dǎo)槽中。③把帶有超聲振動(dòng)系統(tǒng)的刀具按要求放到下滑片2上，滑動(dòng)上滑片3使這上滑片3對(duì)齊下滑片2，刀具處于上滑片3和下滑片2之間，與上、下滑片線接觸，對(duì)正壓上蓋板4。④通過調(diào)位螺釘5和鎖緊螺栓6，使刀具定位夾緊。⑤通過線圈孔7給刀具纏繞線圈來組成勵(lì)磁電路。一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法，以加工不銹鋼lCrl8Ni9Ti軸為例具體步驟如下一、把專用夾具8安裝于車床刀架上，在專用夾具8上安裝帶有超聲振動(dòng)系統(tǒng)14、10的車刀9，裝夾工件11，磁場(chǎng)電源12、可變電阻13和勵(lì)磁線圈構(gòu)成回路，勵(lì)磁線圈纏繞在線圈孔7上。超聲波發(fā)生器14與換能器和變幅桿10組成超聲振動(dòng)系統(tǒng)。二、根據(jù)所用超聲振動(dòng)頻率20kHz，選擇勵(lì)磁電流頻率50Hz，要求前者為后者整數(shù)倍。三、開啟磁場(chǎng)電源12，通過調(diào)節(jié)可變電阻13的大小，使磁電勢(shì)為450安匝，3分鐘后打開超聲波發(fā)生器14，開動(dòng)機(jī)床，選擇合適切削用量(速度30m/min，背吃刀量O. 1mm，進(jìn)給量 O. lmm/z)。四、交變磁場(chǎng)作用于刀具9和工件11，改變著切削性能，同時(shí)在超聲波發(fā)生器14、換能器、變幅桿10的作用下，刀具9進(jìn)行超聲振動(dòng)(振幅10 μ m)，完成切削加工。五、加工完成，退刀、卸載工件、裝夾另一工件直接進(jìn)行加工直至完成所有加工，關(guān)閉磁場(chǎng)電源12、超聲波發(fā)生器14、車床。
權(quán)利要求
1.加磁超聲振動(dòng)輔助車削專用夾具，其特征在于，包括底座、下滑片、上滑片、蓋板、調(diào)位螺釘及鎖緊螺栓；下滑片安裝在底座的凹槽內(nèi)，上滑片安裝在蓋板的凹槽導(dǎo)軌上，蓋板固定在底座凹槽的上端，蓋板上面設(shè)有用來夾緊刀具的鎖緊螺栓，側(cè)面設(shè)有調(diào)位螺釘，底座凹槽的旁邊設(shè)有線圈孔。
2.一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法，具體步驟為 (1)把權(quán)利要求I所述的專用夾具安裝于車床刀架上，在專用夾具上安裝帶有超聲振動(dòng)系統(tǒng)的車刀，裝夾工件； (2)根據(jù)所用超聲振動(dòng)頻率，選擇勵(lì)磁電流頻率，要求前者為后者整數(shù)倍； (3)開啟磁場(chǎng)電源，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后打開超聲波發(fā)生器，開動(dòng)機(jī)床； (4)交變磁場(chǎng)作用于刀具和工件，改變著切削性能，同時(shí)在超聲波振動(dòng)系統(tǒng)作用下，刀具進(jìn)彳了超聲振動(dòng)，完成切削加工； (5)加工完成，退刀、卸載工件、裝夾另一工件直接進(jìn)行加工直至完成所有加工。
3.如權(quán)利要求2所述的一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法，其特征在于，所述步驟(2)中，超聲振動(dòng)頻率為20kHz，勵(lì)磁電流頻率為50Hz。
4.如權(quán)利要求2所述的一種加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法，其特征在于，步驟(3)具體操作為開啟磁場(chǎng)電源，通過調(diào)節(jié)可變電阻的大小，使磁電勢(shì)為450安匝，3分鐘后打開超聲波發(fā)生器，開動(dòng)機(jī)床。
全文摘要
針對(duì)難加工材料的軸類零件，發(fā)明了加磁超聲振動(dòng)輔助車削方法及專用夾具。具體步驟為①把專用夾具安裝于車床刀架上，在該夾具上安裝帶有超聲振動(dòng)系統(tǒng)的車刀。②根據(jù)所用超聲振動(dòng)頻率，選擇勵(lì)磁電流頻率，要求前者為后者整數(shù)倍。③開啟磁場(chǎng)電源，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后打開超聲波發(fā)生器，開動(dòng)機(jī)床。④交變磁場(chǎng)作用于刀具和工件，改變著切削性能，同時(shí)在超聲波振動(dòng)系統(tǒng)作用下，刀具進(jìn)行超聲振動(dòng)，完成切削加工。⑤加工完成，退刀、卸載工件、裝夾另一工件直接進(jìn)行加工直至完成所有加工。該發(fā)明不僅延長(zhǎng)了刀具壽命而且明顯提高了加工件的表面質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23B1/00GK102921963SQ20121041142
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者王明海, 李世永, 高蕾, 王京剛, 李曉鵬 申請(qǐng)人:沈陽航空航天大學(xué)