专利名称：用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在铣床或镗床上加工平面的超声波金属表面加工装置，属于 超声波金属表面加工技术领域。
背景技术：
超声波金属表面加工装置主要由超声波发生器和超声加工装置构成，两者之间通 过电缆线相接，超声波发生器为现有技术，如中国专利文献公开号CN1690231公开的《超声 波金属表面加工装置》，该超声波金属表面加工装置由超声波发生器和超声加工装置构成， 两者之间通过电缆线相接，超声波发生器为现有技术，而超声加工装置则是由外壳、压力检 测装置、压力显示器、压块、弹簧、压电陶瓷换能器、半波长复合变幅杆、工具头和风机构成， 在外壳上除设置有压力检测装置及压力显示器外，还设置有一端与压力检测装置相接、另 一端与压块相接的弹簧，压电陶瓷换能器设置在外壳之中并与半波长复合变幅杆的一端用 螺栓紧密连接，半波长复合变幅杆的输出端通过螺栓与工具头紧密连接，外壳的另一端设 置有散热风机。利用该装置对金属表面进行加工可以快速有效的降低加工成本，简化生产 工艺，提高生产效率。目前，超声波金属表面加工装置在车床、镗床以及磨床等设备上加工内圆面以及 外圆面的应用均有实际应用或文献报道，如中国专利文献公开号CN101503755公开的《一 种用于普通车床的数控超声波加工装置》和中国专利文献公开号CN101480733公开的《用 于镗床的超声波金属表面加工装置》，但是在铣床或镗床上对平面进行超声波加工的应用 还未见实际应用或报道。对平面的超声波加工和对外圆轮廓的超声波加工在加工工件过程 中施加力的控制和供电线路方面是不同的，用于车床、镗床以及磨床的超声波金属表面加 工装置的结构并不能应用在铣床或镗床上用于加工平面。
发明内容
本发明针对现有超声波金属表面加工装置在铣床或镗床上加工平面的应用方面 存在的不足，提供一种结构简单、生产效率高的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表 面加工装置。本发明的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置采用以下技术方 案该用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，包括锥柄、夹头、壳体、 换能器变幅杆、刀头和旋转电路装置；夹头连接在锥柄的一端，壳体套装在夹头上，壳体与 夹头之间设有作用力稳定装置和限位机构，换能器变幅杆安装在壳体的内孔中，并通过锥 套固定在壳体上，刀头安装在锥套上，壳体的外侧安装有旋转电路装置。作用力稳定装置的一种结构形式是包括内套、滑套、弹簧和节流针，内套套装在 夹头的内孔中，内套外端与壳体连接在一起，夹头内孔底部与内套里端之间形成油腔，该油 腔中填充有液压油，滑套安装在夹头内孔底部的滑套孔中，弹簧安装在滑套和滑套孔底部之间，滑套与滑套孔底部之间的空腔中充满液压油，滑套中设有一个可与所述油腔相通的 小孔，该小孔中设有一个钢珠，夹头上设有一个与所述滑套孔相通的节流针安装孔，节流针 安装在该节流针安装孔中，该节流针安装孔还与所述油腔连通。作用力稳定装置的另一种结构形式是包括内套和弹簧，内套套装在夹头的内孔 中，内套外端与壳体连接在一起，夹头内孔底部与内套之间设有弹簧。作用力稳定装置也可以采用其他结构形式。旋转电路装置主要由内环、外壳、电极和导电滑环组成，内环的内侧设置有走线 槽，外壳通过轴承安装在内环上，内环固定在壳体上，在壳体上还设置有走线孔，外壳内安 装有两个通过绝缘套隔开的导电滑环，外壳上设有两个并排的电极座，电极座内安装电极， 一个电极分别与一个导电滑环连接，外壳上安装有插座，两个电极座内的电极与插座通过 电线连接，两个导电滑环上分别焊接有一根导线，两根导线穿过走线槽和壳体上的走线孔 与换能器变幅杆接通。整个旋转电路装置中外壳及其上的两个电极座、电极座内的电极是 固定不动的，而两个导电滑环是与内环一起随锥柄转动的。本发明实现了超声波金属表面加工装置在铣床或镗床上对零件平面进行加工，能 够将加工时的作用力抵消，加工时对工件的作用力保持稳定，同时起到缓冲的作用，使加工 效果最佳，解决了在加工工件过程中的施加力控制问题，并且解决了电路的旋转问题，具有 结构简单、生产效率高的特点。
图1是本发明的结构示意图。其中1、刀头，2、锁紧螺母，3、锥套，4、走线槽，5、支撑垫，6、内环，7、压盖，8、轴承 座，9、绝缘套，10、固定螺钉，11、大绝缘套，12、导线，13、连接螺母，14、节流针，15、走线孔， 16、油腔，17、锥柄，18、夹头，19、弹簧，20、滑套，21、钢珠，22、内套，23、滑套孔，24、换能器变 幅杆，25、定位销，26、隔套，27、滑环，28、弹簧，29、插座，30、螺帽，31、防护罩，32、电极座， 33、电极，34、碳刷套，35、外壳，36、轴承，37、壳体。
具体实施例方式如图1所示，本发明的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置主要 包括锥柄17、夹头18、壳体37、换能器变幅杆24、作用力稳定装置和旋转电路装置。夹头18通过螺纹连接在锥柄17的下端(全文所指位置的上、下是以图1中所示 的位置判定)，壳体37套装在夹头18的下部，夹头18的外圆上设有定位凸缘并设有连接螺 母13，该定位凸缘和连接螺母13用于壳体37在夹头18上的移动限位。壳体37的上部与 夹头18上的连接螺母13螺纹连接，并通过定位凸缘限位。壳体37上设置有定位销25，定 位销25插入夹头18上的限位孔中，以使夹头18带动壳体37 —起旋转。在夹头18的内孔中设置有内套22，内套22内设有下端敞开的内孔，内套22的下 部与壳体37通过螺纹连接在一起，内套22和夹头18的内孔之间设有密封圈(图中未画 出)。夹头18内孔与内套22之间形成的油腔16中填充有液压油，液压油的填充量可根据 加工压力现场调定。夹头18的内孔底部设有滑套孔23，滑套孔23内装有滑套20，滑套孔 23底部与滑套20之间设有弹簧19，滑套20中设有一个可与油腔16相通的小孔，该孔中设有一个起密封作用的钢珠21。滑套20与滑套孔23底部之间的空腔中充满液压油。在夹头 18上还安装有节流针14，节流针14的安装孔与滑套20内孔相通，并与油腔16连通，节流 针14与其安装孔之间可设有密封圈。壳体37与夹头18之间的作用力稳定装置也可以是只在夹头内孔底部与内套22 之间设有一个弹簧，而省略其他部件。换能器变幅杆24安装在内套22和壳体37的内孔中，并通过锥套3固定在壳体37 的下端，在换能器变幅杆24与壳体37壳体37之间设有支撑垫5，以使换能器变幅杆24定 位。超声波加工刀头1安装在锥套3的前端，并通过锁紧螺母2固定。刀头1可以采用中 国专利文献公开号CN200946158公开的《滚珠式刀头》，也可在刀头1中设置多个工具头，工 具头可以采用CN200946158公开的《滚珠式刀头》中的呈球形的工具头，也可以采用其它形 式的刀头和工具头。在壳体37的外侧安装有旋转电路装置，旋转电路装置主要由内环6、外壳35、电极 33和导电滑环27组成。内环6通过螺钉固定在壳体37上，内环6的内侧设置有走线槽4， 在壳体37上还设置有走线孔15，外壳35通过两组轴承36安装在内环6上，外侧一组轴承 通过轴承座8和压盖7定位，外壳35与内环6能够相对转动。外壳35内安装有两个通过绝 缘套9隔开的导电滑环27，每个导电滑环27的外侧均设有与其它部件隔开的隔套26。外壳 35的内侧与导电滑环27之间设有大绝缘套11。外壳35上设有两个并排的电极座32 (图 中只画出一个)。电极座32内安装有碳刷套34，碳刷套34内安装有电极33。一个电极33 分别与一个导电滑环27连接。电极座32上安装有螺帽30，螺帽30与电极33之间设有弹 簧28，以使电极33与导电滑环27紧密接触。电极座32的外侧设有安装在外壳35上的防 护罩31，防护罩31上安装有插座29。两个电极座32内的电极33与插座29通过电线连接。 两个导电滑环27上分别焊接有一根导线12，两根导线12穿过走线槽4和壳体37上的走线 孔15与换能器变幅杆24接通。外壳35上还安装有固定螺钉10，以便使外壳35固定连接 在铣床或镗床的固定部件上。整个旋转电路装置通过插座29与外部的超声波发生器电连 接。这样整个旋转电路装置中外壳35及其上的两个电极座32、电极座32内的电极33是固 定不动的，而两个导电滑环27是与内环6 —起随锥柄17转动的。本发明的工作过程如下所述锥柄17通过锥面与铣床或镗床的主轴锥孔连接，锥柄17后端设有螺纹孔，铣床或 镗床的主轴锥孔后端设有一拉杆，该拉杆与锥柄17后端的螺纹孔连接，使锥柄17紧固在铣 床或镗床的主轴锥孔内。旋转电路装置的外壳35通过固定螺钉10与铣床或镗床固连在一 起。在工作时，锥柄17、夹头18、夹头18上的部件、内环6、壳体37以及安装在壳体37上的 部件随铣床或镗床主轴一起旋转，工件给刀头1 一个轴向的作用力。作用力稳定装置可以 保持该轴向作用力的稳定，具体工作原理如下当刀头1受力时，壳体37带动与之固连的部 件(包括滑套20、连接螺母13和定位销25) —起向上移动，当油腔16中的油压超出预先设 定的压力(即预先调好节流针的位置)时，油腔16中的油通过节流针安装孔与油腔16的连 通孔、节流针孔进入弹簧19所在的滑套20的内孔中，从而保持给工件作用力的恒定，此时 钢球21由于油腔16中油压而处于密封状态；当工作结束时，通过弹簧19的作用力使内套 22复位，并通过连接螺母13定位，此时，由于滑套孔23中的压力大于油腔16中的压力，活 套孔中的液压油推开钢球21回流到油腔16中，使油腔16中的压力恢复到加工前的状态。
权利要求
一种用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，包括锥柄、夹头、壳体、换能器变幅杆、刀头和旋转电路装置；其特征是夹头连接在锥柄的一端，壳体套装在夹头上，壳体与夹头之间设有作用力稳定装置和限位机构，换能器变幅杆安装在壳体的内孔中，并通过锥套固定在壳体上，刀头安装在锥套上，壳体的外侧安装有旋转电路装置。
2.根据权利要求1所述的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，其特 征是所述作用力稳定装置包括内套、滑套、弹簧和节流针，内套套装在夹头的内孔中，内套 外端与壳体连接在一起，夹头内孔底部与内套里端之间形成油腔，该油腔中填充有液压油， 滑套安装在夹头内孔底部的滑套孔中，弹簧安装在滑套和滑套孔底部之间，滑套与滑套孔 底部之间的空腔中充满液压油，滑套中设有一个可与所述油腔相通的小孔，该小孔中设有 一个钢珠，夹头上设有一个与所述滑套孔相通的节流针安装孔，节流针安装在该节流针安 装孔中，该节流针安装孔还与所述油腔连通。
3.根据权利要求1所述的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，其特 征是所述作用力稳定装置包括内套和弹簧，内套套装在夹头的内孔中，内套外端与壳体连 接在一起，夹头内孔底部与内套之间设有弹簧。
4.根据权利要求1所述的用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，其特 征是所述旋转电路装置由内环、外壳、电极和导电滑环组成，内环的内侧设置有走线槽，外 壳通过轴承安装在内环上，内环固定在壳体上，在壳体上还设置有走线孔，外壳内安装有两 个通过绝缘套隔开的导电滑环，外壳上设有两个并排的电极座，电极座内安装电极，一个电 极分别与一个导电滑环连接，外壳上安装有插座，两个电极座内的电极与插座通过电线连 接，两个导电滑环上分别焊接有一根导线，两根导线穿过走线槽和壳体上的走线孔与换能 器变幅杆接通。
全文摘要
本发明提供了一种用于铣床或镗床加工平面的超声波金属表面加工装置，包括锥柄、夹头、壳体、换能器变幅杆、刀头和旋转电路装置；夹头连接在锥柄的一端，壳体套装在夹头上，壳体与夹头之间设有作用力稳定装置和限位机构，换能器变幅杆安装在壳体的内孔中，并通过锥套固定在壳体上，刀头安装在锥套上，壳体的外侧安装有旋转电路装置。本发明实现了超声波金属表面加工装置在铣床或镗床上对零件平面进行加工，能够将加工时的作用力抵消，加工时对工件的作用力保持稳定，同时起到缓冲的作用，使加工效果最佳，具有结构简单、生产效率高的特点。
文档编号C21D7/04GK101851701SQ20101014565
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者张玺山, 王爱福 申请人:赵显华