一种中心高可调的精密超声车削装置的制作方法

本发明涉及一种在车床上对工件进行超声波车削的装置，主要应用于超声加工装备中，属于精密、超精密加工技术领域。

背景技术：

随着硬脆材料，特别是纳米复相陶瓷和金属基复合材料应用日益广泛，加工需求也不断增加，功率超声加工技术的应用范围得到不断扩展。超声车削作为一种复合加工技术相比于普通车削拥有诸多优点，例如：1.较小的切削力，通常只有普通车削时切削力的1/3-1/10。2.由于超声车削过程中较小的切削力，在加工精密薄壁零件时，不易产生变形，可以获得较高的形状精度。3.更低的切削热，由于超声车削过程中车刀高频振动与工件断续接触，减少了切削热的产生，同时有利于散热。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种加工性能好、加工效率以及精度高，且能够调节车刀中心高，适用于难加工材料的一种中心高可调的精密超声车削装置。

为达到上述目的，本发明采用下列技术方案：使用压电陶瓷驱动器（11）作为动力源，驱动下楔块（15）在水平滑轨（13）上左右移动，通过上楔块（1）和下楔块（15）之间的配合，将下楔块（15）的水平移动转换成上楔块（1）沿竖直导轨的上下移动。在此过程中，通过调整螺母（4）与弹簧（3）保证上楔块（1）和下楔块（15）能够始终保持压紧状态，从而实现车刀（2）中心高的精确调整。螺栓（10）和（9）固定架将车刀（2）固定在上楔块（1）上表面，同时用双头螺柱（17）将变幅杆（16）与车刀（2）连接。变幅杆（16）通过法兰盘（7）用螺栓（5）固定连接在支撑架（6）上，保证始终与车刀（2）相互垂直，确保良好的传振效果。

在上述的一种中心高可调超声车削装置中，压电陶瓷驱动器（11）安装在下楔块（15）与底座（12）之间。

在上述的一种中心高可调超声车削装置中，下楔块（15）安装在水平滑轨（13）上，上楔块（1）安装在竖直滑轨（14）上。

在上述的一种中心高可调超声车削装置中，调整螺母（4）装在竖直滑轨（14）上端，与弹簧（3）配合使上楔块（1）和下楔块（15）始终保持压紧。

在上述的中心高可调超声车削装置中，螺栓（10）和车刀固定架（9）将车刀（2）固定在上楔块（1）上表面，同时用所述双头螺柱（17）将变幅杆（16）与车刀（2）连接确保紧密接合。

在上述的一种中心高可调超声车削装置中，变幅杆（16）与支撑架（6）通过螺栓（5）连接，确保变幅杆（16）处于竖直状态。

与现有的技术相比，本中心高可调超声车削装置的优点在于：

在更换刀具后，可以方便对车刀（2）的中心高进行精密调节，能够适应不同的刀具高度。

采用双头螺柱（17）将车刀（2）与变幅杆（16）相连，提高了超声振动传递效率，减少了传递过程的能量损失。

采用上述技术方案，本发明具有以下特点：本装置为超声辅助车削加工，本装置在对难加工材料进行加工时，换能器（8）将高频电信号转换为超声振动经过变幅杆（16）传递到车刀（2），刀尖处会产生一定振幅的超声振动，从而使切削力降低，提高工件的加工精度，在合适的切削参数下，可以有效地提高工件的去除率，提高加工效率和刀具寿命，同时上楔块下楔块，竖直、水平滑轨，以及压电陶瓷驱动器组成的车刀中心精密调整机构则可以使零件的形状精度、圆度大幅度改善。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为车刀与变幅杆连接的示意图。

图中上楔块（1）、车刀（2）、弹簧（3）、调整螺母（4）、螺栓（5）、支撑架（6）、法兰盘（7）、换能器（8）、车刀固定架（9）、螺栓（10）、压电陶瓷驱动器（11）、底座（12）、水平滑轨（13）、竖直滑轨（14）、下楔块（15）、变幅杆（16）、双头螺柱（17）。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

将下楔块（15）安装在水平滑轨（13）上，上楔块（1）安装在竖直滑轨（14）上，为保证运动精度，要求导轨有较低的表面粗糙度，平行设置的导轨之间有良好的平行度。

压电陶瓷驱动器（11）安装在底座（12）与下楔块（15）之间，为保证运动精度，压电陶瓷驱动器（11）要保持水平。

调整螺母（4）装在竖直滑轨（14）上端，与弹簧（3）配合使上楔块（1）与下楔块（15）始终保持压紧，接合面上应涂有润滑油，确保水平运动与竖直运动之间的精准转换。

螺栓（10）和车刀固定架（9）将车刀（2）固定在上楔块（1）上表面。

为保证超声振动传递效果，变幅杆（8）与车刀（2）之间由双头螺柱（17）连接。装配前要对两个相接触的表面进行研磨，使之紧密结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及主要优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还可以有多种变化和改进，这些变化和改进都是要求保护的本发明的范围。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。