一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，它包括刀头、刀杆、转子、摩擦片、振动体、压电陶瓷、第一和第二运动转换结构、直流电源、信号发生器和功率放大电路；刀头安装在刀杆上，转子通过第一和第二运动转换结构固定连接在刀头下端；转子与刀杆为过盈配合；沿刀头的轴向，转子、摩擦片、振动体和压电陶瓷自上至下依次设置；直流电源用于供电，信号发生器用于产生高频交变信号，功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在压电陶瓷上；压电陶瓷用于产生超声波振动，振动体通过摩擦片驱动转子沿刀头的中心轴线做圆周运动，转子带动刀头转动。本实用新型具有机械结构紧密、调整精度高和可即时调整等优点。
【专利说明】
一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械制造技术领域，具体涉及一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构。
【背景技术】
[0002]镗刀是镗削刀具的一种，用于工件的内孔加工、扩孔或仿形等，其可在镗床、车床或铣床上使用。现有镗刀一般包括刀头、刀片，这种镗刀的镗削直径是预先调节好的，只能镗削固定直径的内孔。如果需要镗削不同直径的内孔，则需要使用多把镗刀，或者停止加工重新调整。即便是可微调镗刀也由于刀头调整机构复杂而需要停机再进行调整。而且重新调整镗刀的镗削直径时，人工很难把握镗刀的伸出量，因此加工孔的精度往往不高，这大大限制了镗削工艺的使用。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构包括刀具机构和刀具控制机构；
[0005]所述刀具机构包括刀头、刀杆、转子、摩擦片、振动体、压电陶瓷、第一运动转换结构和第二运动转换结构;所述刀头安装在所述刀杆上，所述转子通过所述第一运动转换结构和第二运动转换结构固定连接在所述刀头下端;所述转子与刀杆为过盈配合;沿所述刀头的轴向，所述转子、摩擦片、振动体和压电陶瓷自上至下依次设置；
[0006]所述刀具控制机构包括直流电源、信号发生器和功率放大电路;所述直流电源为所述信号发生器和功率放大电路供电，所述信号发生器将产生的高频交变信号传输至所述功率放大电路，所述功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在所述压电陶瓷上;所述压电陶瓷产生超声波振动并传递给所述振动体，所述振动体通过所述摩擦片驱动所述转子沿所述刀头的中心轴线做圆周运动，做圆周运动的所述转子通过所述第一运动转换结构和第二运动转换结构带动所述刀头沿其中心轴线进行转动。
[0007]进一步地，所述第一运动转换结构和第二运动转换结构均采用螺纹结构。
[0008]进一步地，所述信号发生器产生的高频交变信号为两路相位相差90度或270度的信号。
[0009 ]进一步地，所述刀头由硬质合金材料制成。
[0010]进一步地，所述摩擦片由耐磨材料制成。
[0011]更进一步地，与所述转子相接触的所述摩擦片的表面采用耐磨涂层材料TiN、TiCN和TiAlN中的一种或多种。
[0012]更进一步地，与所述振动体相接触的所述摩擦片的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述振动体采用不锈钢、硬铝合金和铜合金中的一种或多种。
[0014]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:本实用新型通过将超声波马达原理与传统的镗刀相结合，使得本实用新型提供的可调整的偏心镗刀结构具有机械结构紧密、调整精度高、可即时调整以及适用于微小尺寸调节等优点。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型提供的一种实施例中基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构的原理图。
[0016]图2是本实用新型提供的一种实施例中基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构的初始状态示意图；
[0017]图3是本实用新型提供的一种实施例中基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构调整后的状态示意图。
[0018]图中:1、刀头;2刀杆;3、转子;4、摩擦片;5、振动体;6、压电陶瓷;7、第一运动转换结构;8、第二运动转换结构;9、直流电源;1、信号发生器;11、功率放大电路。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0020]如图1所示，本实用新型提供了一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其包括刀具机构和刀具控制机构。
[0021]其中，刀具机构包括刀头1、刀杆2、转子3、摩擦片4、振动体5、压电陶瓷6、第一运动转换结构7和第二运动转换结构8。刀头I安装在刀杆2上，转子3通过第一运动转换结构7和第二运动转换结构8固定连接在刀头I下端。为保证刀头I安装的稳定性，转子3与刀杆2组装时为过盈配合。沿刀头I的轴向，转子3、摩擦片4、振动体5和压电陶瓷6自上至下依次设置。
[0022]刀具控制机构包括直流电源9、信号发生器10和功率放大电路11。直流电源9为信号发生器10和功率放大电路11供电，信号发生器10将产生的两路相位相差90度的高频交变信号传输至功率放大电路11，功率放大电路11对接收到的高频交变信号进行功率放大后施加在压电陶瓷6上。压电陶瓷6利用逆压电效应产生超声波振动。超声波振动传递给振动体5，振动体5通过摩擦片4驱动转子3沿刀头I的中心轴线做圆周运动，转子3的圆周运动通过第一运动转换结构7和第二运动转换结构8转变为直线运动，带动刀头I沿其中心轴线进行转动，从而达到调整切削直径目的。
[0023]如图2所示，刀头I的中心轴线与刀杆2的中心轴线不在同一条直线上。采用超声波马达原理，对刀头I的位置进行调整，可以将刀头I调整到如图3所示的位置。
[0024]上述实施例中，第一运动转换结构7和第二运动转换结构8均可以采用螺纹结构，还可以采用其他结构实现运功转换功能，在此不再赘述。
[0025]上述实施例中，通过改变信号发生器10产生的两路高频交变信号的相位相差，可以改变刀头I的运动方向。两路高频交变信号的相位相差为90度时与两路高频交变信号的相位相差为270度时相比，刀头I的运动方向相反。
[0026]上述实施例中，刀头I由硬质合金材料制成。
[0027]上述实施例中，摩擦片4由耐磨材料制成，其应当满足的基本要求有:
[0028]摩擦因数要尽可能地高，以便将振动能高效地转化成回转能；
[0029]耐磨性好，且其对偶件的磨损也很轻微；
[0030]摩擦力不随时间而发生变化，能长期稳定地工作；
[0031]无摩擦噪音，不引起转子和定子的附加振动；
[0032]能够进行精密机械加工，热化学稳定性好。
[0033]与转子3相接触的摩擦片4的表面采用TiN(氮化钛)、TiCN(氮碳化钛)和TiAlN(氮铝化钛)等耐磨涂层材料。
[0034]与振动体5相接触的摩擦片4的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料。
[0035]上述实施例中，振动体5采用不锈钢、硬铝合金和铜合金等材料。
[0036]本实用新型基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构能够在线沿刀杆2的径向调整刀头I的位置。由于采用超声波马达原理进行调整，因此本实用新型与传统的镗刀相比，具有机械结构紧密、调整精度高、可即时调整等优点。
[0037]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:它包括刀具机构和刀具控制机构； 所述刀具机构包括刀头、刀杆、转子、摩擦片、振动体、压电陶瓷、第一运动转换结构和第二运动转换结构;所述刀头安装在所述刀杆上，所述转子通过所述第一运动转换结构和第二运动转换结构固定连接在所述刀头下端;所述转子与刀杆为过盈配合;沿所述刀头的轴向，所述转子、摩擦片、振动体和压电陶瓷自上至下依次设置； 所述刀具控制机构包括直流电源、信号发生器和功率放大电路;所述直流电源为所述信号发生器和功率放大电路供电，所述信号发生器将产生的高频交变信号传输至所述功率放大电路，所述功率放大电路对高频交变信号进行功率放大后施加在所述压电陶瓷上;所述压电陶瓷产生超声波振动并传递给所述振动体，所述振动体通过所述摩擦片驱动所述转子沿所述刀头的中心轴线做圆周运动，做圆周运动的所述转子通过所述第一运动转换结构和第二运动转换结构带动所述刀头沿其中心轴线进行转动。2.如权利要求1所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:所述第一运动转换结构和第二运动转换结构均采用螺纹结构。3.如权利要求1所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:所述信号发生器产生的高频交变信号为两路相位相差90度或270度的信号。4.如权利要求1或2或3所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:所述刀头由硬质合金材料制成。5.如权利要求1或2或3所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:所述摩擦片由耐磨材料制成。6.如权利要求5所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:与所述转子相接触的所述摩擦片的表面采用耐磨涂层材料TiN、TiCN和TiAlN中的一种或多种。7.如权利要求5所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:与所述振动体相接触的所述摩擦片的表面采用橡胶基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金烧结含油金属摩擦材料和表面陶瓷涂层摩擦材料中的一种或多种。8.如权利要求1或2或3所述的一种基于超声波马达原理的可调整的偏心镗刀结构，其特征在于:所述振动体采用不锈钢、硬铝合金和铜合金中的一种或多种。
【文档编号】B23B27/00GK205629411SQ201521115688
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】陆阳
【申请人】陆阳