环形槽一次成型加工装置的制作方法

本实用新型属于超声波加工刀具技术领域，尤其涉及一种环形槽一次成型加工装置。

背景技术：

在机械加工行业中，经常会遇到在工件表面加工环形槽的情况。环形槽具有两个面，分别为内环面和外环面。目前，在加工环形槽过程中，由于对环形槽内环面与外环面的加工需求不同，因此需要采用不同的刀具分别进行加工，而现有技术中，数控机床内仅具有一个刀头，对其中一个内环面或外环面加工完成后，需要换刀进行调试后，再对另一面进行加工。此换刀与调试等重复性劳动复杂，增加了劳动强度，降低了生产效率，使得生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、设计合理、操作简单、无需换刀即可对环形槽的内环面与外环面进行一次加工成型的环形槽一次成型加工装置，不仅降低了换刀与调试等劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：环形槽一次成型加工装置，包括安装座，所述安装座的两侧分别安装有内环面加工装置和外环面加工装置，所述安装座内还设置有用于驱动所述内环面加工装置恒压接触在内环面表面的内环面刀具动力通道，所述安装座内还设置有用于驱动所述外环面加工装置恒压接触在外环面表面的外环面刀具动力通道。

作为优选的技术方案，所述安装座的一侧内部设置有与所述内环面刀具动力通道连通的内环面刀具容纳腔，所述内环面加工装置在所述内环面刀具容纳腔内横向运动，所述安装座上还设置有与所述内环面刀具容纳腔连通的内环面刀具泄压通道。

作为优选的技术方案，所述内环面加工装置包括在所述内环面刀具容纳腔内横向运动的内环面活塞，所述内环面刀具动力通道连通在所述内环面活塞的外侧，所述内环面刀具泄压通道连通在所述内环面活塞的内侧；所述内环面活塞的活塞杆伸出所述安装座外连接有竖向设置的内环面加工刀具，所述内环面加工刀具与所述内环面活塞的活塞杆之间设置有内环面刀具高度调节装置。

作为优选的技术方案，所述内环面刀具高度调节装置包括固定安装在所述内环面加工刀具侧部的内环面刀具座，所述内环面刀具座上纵向设置有调节滑孔，所述内环面活塞的活塞杆端部在所述调节滑孔内滑动且通过锁紧螺栓与所述内环面刀具座固定连接。

作为优选的技术方案，所述内环面加工刀具包括固定在所述内环面刀具座上的内环面刀具壳体，所述内环面刀具壳体内安装有内环面刀具换能器，所述内环面刀具换能器的外端安装有内环面刀具变幅杆，所述内环面刀具变幅杆的底端伸出所述内环面刀具壳体外且安装有内环面工具体。

作为优选的技术方案，所述内环面工具体为圆柱状超声滚刀或圆台大端朝下的圆台状超声滚刀。

作为优选的技术方案，所述安装座的另一侧内部设置有与所述外环面刀具动力通道连通的外环面刀具容纳腔，所述外环面刀具容纳腔朝下倾斜设置，所述外环面加工装置在所述外环面刀具容纳腔内倾斜运动。

作为优选的技术方案，所述外环面加工装置包括在所述外环面刀具容纳腔内运动的外环面活塞，所述外环面刀具动力通道连通至所述外环面活塞的上侧，所述外环面活塞的外端固定安装有外环面刀具壳体，所述外环面活塞与所述外环面刀具壳体内安装有外环面刀具换能器，所述外环面刀具换能器的外端安装有外环面刀具变幅杆，所述外环面刀具变幅杆的端部伸出所述外环面刀具壳体外且安装有外环面工具体。

作为优选的技术方案，所述外环面工具体为圆台状超声滚刀。

作为优选的技术方案，所述内环面刀具动力通道、所述外环面刀具动力通道和所述内环面刀具泄压通道对应设置为油道或者气道。

由于采用了上述技术方案，环形槽一次成型加工装置，包括安装座，所述安装座的两侧分别安装有内环面加工装置和外环面加工装置，所述安装座内还设置有用于驱动所述内环面加工装置恒压接触在内环面表面的内环面刀具动力通道，所述安装座内还设置有用于驱动所述外环面加工装置恒压接触在外环面表面的外环面刀具动力通道；本实用新型的有益效果是：加工前，首先通过机床的上驱动臂来调整所述安装座的高度，使得所述安装座的高度达到加工位置，然后首先将所述外环面加工装置接触到加工件的外环面，然后再将所述内环面加工装置接触到加工件的内环面，调试完成后，通过数控机床控制工件旋转，在所述内环面刀具动力通道、所述外环面刀具动力通道内通入驱动源，驱动源通过所述外环面刀具动力通道来驱动所述外环面加工装置，使得所述外环面加工装置始终接触在外环面上，来对环形槽的外环面进行加工，驱动源通过所述内环面刀具动力通道来驱动所述内环面加工装置，使得所述内环面加工装置始终接触在内环面上，来对环形槽的内环面进行加工；本实用新型通过设置有两个工具头同时作业，无需换刀即可对环形槽的内环面与外环面进行一次加工成型，具有结构简单、设计合理、操作简单等优点，与现有技术相比，不仅降低了换刀与调试等劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的剖视图；

图3是本实用新型实施例内环面加工装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例内环面加工装置的剖视图；

图5是本实用新型实施例外环面加工装置的结构示意图；

图6是本实用新型实施例外环面加工装置的剖视图；

图7是本实用新型实施例加工环槽的原理图（内环面和外环面加工高度相同）；

图8是本实用新型实施例加工环槽的原理图（内环面和外环面加工高度不同）；

图中：1-安装座；2-内环面加工装置；21-内环面活塞；22-活塞杆；23-内环面活塞座；24-内环面刀具座；25-调节滑孔；26-内环面刀具壳体；27-内环面刀具换能器；28-内环面刀具变幅杆；29-内环面工具体；3-外环面加工装置；31-外环面活塞；32-外环面刀具壳体；33-外环面刀具换能器；34-外环面刀具变幅杆；35-外环面工具体；4-内环面刀具动力通道；5-外环面刀具动力通道；6-内环面刀具泄压通道；7-内环面刀具容纳腔；8-外环面刀具容纳腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，环形槽一次成型加工装置，包括安装座1，所述安装座1作为本实施例的安装基体，所述安装座1的顶端设置有与数控机床的上驱动臂连接的安装部，上驱动臂上下运动，从而会带动所述安装座1上下运动。所述安装座1的两侧分别安装有内环面加工装置2和外环面加工装置3，所述安装座1内还设置有用于驱动所述内环面加工装置2恒压接触在内环面表面的内环面刀具动力通道4，所述安装座1内还设置有用于驱动所述外环面加工装置3恒压接触在外环面表面的外环面刀具动力通道5。参见图7和图8，加工前，首先通过机床的上驱动臂来调整所述安装座1的高度，使得所述安装座1的高度达到加工位置，然后首先将所述外环面加工装置3接触到加工件的外环面，然后再将所述内环面加工装置2接触到加工件的内环面，调试完成后，通过数控机床控制工件旋转，在所述内环面刀具动力通道4、所述外环面刀具动力通道5内通入驱动源，驱动源通过所述外环面刀具动力通道5来驱动所述外环面加工装置3，使得所述外环面加工装置3始终接触在外环面上，来对环形槽的外环面进行加工，驱动源通过所述内环面刀具动力通道4来驱动所述内环面加工装置2，使得所述内环面加工装置2始终接触在内环面上，来对环形槽的内环面进行加工；本实用新型通过设置有两个工具头同时作业，无需换刀即可对环形槽的内环面与外环面进行一次加工成型，具有结构简单、设计合理、操作简单等优点，与现有技术相比，不仅降低了换刀与调试等劳动强度，而且提高了生产效率，降低了生产成本。

参见图2，所述安装座1的一侧内部设置有与所述内环面刀具动力通道4连通的内环面刀具容纳腔7，所述内环面加工装置2在所述内环面刀具容纳腔7内横向运动，所述安装座1上还设置有与所述内环面刀具容纳腔7连通的内环面刀具泄压通道6。

所述内环面刀具动力通道4、所述外环面刀具动力通道5和所述内环面刀具泄压通道6对应设置为油道或者气道，在本实施例中，所述内环面刀具动力通道4、所述外环面刀具动力通道5和所述内环面刀具泄压通道6均为气道，动力源为气源，动力源作为驱动所述外环面加工装置3恒压接触在外环面表面的动力装置，同时也作为驱动所述内环面加工装置2恒压接触在内环面表面的动力装置，所述内环面刀具泄压通道6作为泄压通道；当然，所述内环面刀具动力通道4、所述外环面刀具动力通道5和所述内环面刀具泄压通道6也可以均为油道时，此时通入油道内的动力源为液压油。

参见图2，所述内环面加工装置2包括在所述内环面刀具容纳腔7内横向运动的内环面活塞21，所述内环面刀具动力通道4连通在所述内环面活塞21的外侧，所述内环面刀具泄压通道6连通在所述内环面活塞21的内侧；所述内环面活塞21的活塞杆22伸出所述安装座1外连接有竖向设置的内环面加工刀具，所述内环面加工刀具与所述内环面活塞21的活塞杆22之间设置有内环面刀具高度调节装置。在本实施例中，在所述安装座1上安装有将所述内环面刀具容纳腔7包覆在内的内环面活塞座23，用于保证所述内环面刀具容纳腔7的封闭性，所述内环面活塞21的活塞杆22穿过所述内环面活塞座23伸出所述安装座1外。

调试完成后，此时所述内环面加工刀具到达环形槽内环面的加工高度位置，然后旋转工件准备加工，此时，所述内环面刀具动力通道4内通入动力源，使得所述内环面活塞21的外侧压力增大，会推动所述内环面活塞21向内侧运动，所述内环面活塞21向内侧运动过程中，会带动所述内环面加工刀具紧贴到内环面表面，同时，内环面表面会对所述内环面加工刀具一个反作用力，由内环面表面将所述内环面加工刀具顶回，所述内环面加工刀具与内环面之间产生一定预压力，并一直通入气源，利用气体可压缩的原理，所述内环面刀具容纳腔7内具有恒定气压，所述内环面加工刀具与内环面表面之间的预压力与通入的气压呈一定比例，使得整个加工过程中，所述内环面加工刀具始终与内环面表面保持恒压接触状态，始终保持预压力一致，从而使内环面整体可以达到一致性的要求。

参见图3，所述内环面刀具高度调节装置包括固定安装在所述内环面加工刀具侧部的内环面刀具座24，所述内环面刀具座24上纵向设置有调节滑孔25，所述内环面活塞21的活塞杆22端部在所述调节滑孔25内滑动且通过锁紧螺栓与所述内环面刀具座24固定连接。当需要调节所述内环面加工刀具相对于所述外环面加工装置3的高度时，首先将锁紧螺栓打开，然后上下调节所述内环面刀具座24，使得所述调节滑孔25沿着所述内环面活塞21的活塞杆22上下滑动，调节完成后，通过锁紧螺栓锁紧固定。通过所述内环面刀具高度调节装置可以调节所述内环面加工刀具相对于所述外环面加工装置3的高度，从而使得所述内环面加工装置2加工后的内环面与所述外环面加工装置3加工后的外环面处于不同高度，图7和图8中环槽加粗的位置代表加工后的环槽，参见图7和图8对比，图7中加工后内环面高度与加工后外环面高度相同，图8中加工后内环面高度与加工后外环面高度不同。

参见图4，所述内环面加工刀具包括固定在所述内环面刀具座24上的内环面刀具壳体26，所述内环面刀具壳体26内安装有内环面刀具换能器27，所述内环面刀具换能器27的外端安装有内环面刀具变幅杆28，所述内环面刀具变幅杆28的底端伸出所述内环面刀具壳体26外且安装有内环面工具体29。加工时，所述安装座1不发生转动，工件转动，工件转动过程中，所述内环面工具体29始终接触到内环面表面，所述内环面刀具换能器27通过所述内环面刀具变幅杆28将能量传递至所述内环面工具体29上，实现所述内环面工具体29对内环面表面的加工。所述内环面工具体29为圆柱状超声滚刀或圆台大端朝下的圆台状超声滚刀，圆柱状超声滚刀通过整个圆柱面对工件内表面进行加工，圆台状超声滚刀通过圆台大端面对工件表面进行加工，可以加工到环形槽的根部，两种超声滚刀均属于现有技术，操作人员根据实际使用需要选用具体结构。

参见图2，所述安装座1的另一侧内部设置有与所述外环面刀具动力通道5连通的外环面刀具容纳腔8，所述外环面刀具容纳腔8朝下倾斜设置，所述外环面加工装置3在所述外环面刀具容纳腔8内倾斜运动。

参见图5和图6，所述外环面加工装置3包括在所述外环面刀具容纳腔8内运动的外环面活塞31，所述外环面刀具动力通道5连通至所述外环面活塞31的上侧，所述外环面活塞31的外端固定安装有外环面刀具壳体32，所述外环面活塞31与所述外环面刀具壳体32内安装有外环面刀具换能器33，所述外环面刀具换能器33的外端安装有外环面刀具变幅杆34，所述外环面刀具变幅杆34的端部伸出所述外环面刀具壳体32外且安装有外环面工具体35。调试完成后，此时所述外环面加工装置3到达环形槽外环面的加工高度位置，然后旋转工件准备加工，此时，所述外环面刀具动力通道5内通入动力源，使得所述外环面活塞31的上侧压力增大，会推动所述外环面活塞31向外下侧运动，所述内环面活塞21向外下侧运动过程中，会带动所述外环面工具体35紧贴到外环面表面，同时，外环面表面会对所述外环面工具体35一个反作用力，由外环面表面将所述外环面工具体35顶回，所述外环面工具体35与外环面之间产生一定预压力，并一直通入气源，利用气体可压缩的原理，所述外环面刀具容纳腔8内具有恒定气压，所述外环面工具体35与外环面表面之间的预压力与通入的气压呈一定比例，使得整个加工过程中，所述外环面工具体35始终与外环面表面保持恒压接触状态，始终保持预压力一致，从而使外环面整体可以达到一致性的要求。

所述外环面工具体35为圆台状超声滚刀，此种超声滚刀均属于现有技术，圆台状超声滚刀具有圆台面，操作人员根据实际使用需要选用不同角度的圆台面，加工时，当圆台状超声滚刀与外环面表面之间具有接触点，此时接触点对环形槽进行加工，当圆台状超声滚刀与外环面表面之间具有接触面，此时接触面对环形槽进行加工。

超声波是一种机械波，分为纵波、横波、表面波及板波等，对于本实用新型来说，利用的是超声波的横波，使刀具头产生振动，振动方向与波的传播方向垂直。超声波产生后，通过换能器转化为机械能，通过变幅杆传递到工具体，工具体受横波作用，可以产生高频振动，对环形槽的内环面与外环面进行加工，对于加工此种环形槽结构而言，采用横波加工效果更好。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。