一种超声椭圆振动切削装置的制作方法

本发明属于超声振动切削加工，具体的说是一种超声椭圆振动切削装置。

背景技术：

1、超声椭圆振动切削技术是在切削刀具上施加超声椭圆振动，使切削刀具按椭圆轨迹进行运动，从而实现高频的间歇性振动切削，当切削刀具与工件表面分离时，避免产生摩擦，并且增加了切削刀具的剪切角，降低了切削过程中的切削力，提高了加工精度和质量。

2、现有的超声椭圆振动切削装置多是采用纵向振动、扭转振动、弯曲振动和径向振动中的两种振动形式组合形成的，并且当两种振动形式确定后，将无法在此基础上去更换其中的振动形式，便导致在对工件进行加工时，只能采用单一的超声椭圆振动切削轨迹，若工件需要使用到另一种超声椭圆振动切削轨迹，则需要更换超声椭圆振动单元，导致生产效率降低，并且两种振动方式共同作用在切削刀具上时，若两种振动方式的振动频率过快，则会导致刀具内能过大，刀具无法彻底的实现两种振动方式，进而导致刀具无法按椭圆轨迹运动。

3、为解决在不需要更换超声椭圆振动单元的情况下，实现对工件多方向的超声波椭圆振动切削，并且若两种振动方式的振动频率过快，而导致刀具无法按椭圆轨迹运动的问题，为此，本发明提供一种超声椭圆振动切削装置。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种超声椭圆振动切削装置，包括机床架；所述机床架分别安装有三个移动组件；所述移动组件包括支撑块；三个所述移动组件包括x向移动组件、y向移动组件、z向移动组件；所述z向移动组件固接在机床架顶部；所述z向移动组件内的支撑块顶部固接有壳体；所述壳体内固接有电机；所述电机的输出端固接有超声波换能器；所述超声波换能器远离电机的一端固接有一号变幅杆；所述一号变幅杆远离电机的一端固接有法兰盘；所述法兰盘安装有铣刀；

3、所述y向移动组件固接在机床架底部；所述x向移动组件安装在y向移动组件内的支撑块顶部；所述x向移动组件内的支撑块顶部安装有夹盘；所述夹盘顶部安装有夹块；所述夹盘底部安装有两个超声波振动子。

4、优选的，所述超声波振动子包括连接杆；所述夹盘底部固接有两个连接杆；所述连接杆远离夹盘的一端固接有铝壳；所述铝壳内固接有压电陶瓷；所述压电陶瓷远离连接杆的一端固接有一号电极片；所述一号电极片远离压电陶瓷的一端固接有二号变幅杆；所述二号变幅杆远离一号电极片的一端安装在支撑座侧壁；所述铝壳安装有一号导线；所述一号电极片安装有二号导线。

5、优选的，所述支撑块内部四周侧壁中心处均开设有滑槽；所述滑槽内滑动连接有滑块；所述二号变幅杆远离一号电极片的一端固接在滑块侧壁；所述夹盘底部侧壁固接有支撑杆，且所述支撑杆远离夹盘的一端固接在滑块侧壁。

6、优选的，所述法兰盘经螺栓与铣刀固接；所述螺栓包括螺杆、紧固螺母、锁紧螺母；所述螺杆与法兰盘之间安装有垫圈，且所述紧固螺母与铣刀之间安装有垫圈。

7、优选的，所述夹盘顶部开设有四个活动槽；所述活动槽内均滑动连接有夹块；所述夹块顶端设置为倾斜；所述夹块靠近夹盘侧壁处的一端安装有驱动组件。

8、优选的，所述驱动组件包括固定块；所述固定块固接在活动槽内部侧壁；所述夹块靠近固定块的侧壁固接有活动块；所述活动槽内安装有软管；所述软管的两端分别固接在固定块和活动块侧壁中心处；所述固定块顶部开设有通孔；所述通孔连通软管，且所述通孔内部设置有风机。

9、优选的，所述软管设置为波纹管；所述波纹管内壁涂有橡胶涂层；所述固定块顶部对应于通孔安装有单向阀；所述单向阀外部固接有防尘罩；所述防尘罩侧壁开设有多组气孔。

10、优选的，所述活动块顶部开设有通孔；所述通孔连通波纹管；所述活动块顶部对应于通孔固接有压力阀；所述活动块顶部固接有气管；所述气管连通通孔。

11、优选的，所述气管出气端设置为两个，且两个所述出气端均设置为l型；所述气管出气端分别固接在夹块对立侧壁；所述气管用于吹去切削中的碎屑。

12、优选的，所述波纹管内部安装有弹簧；所述弹簧的两端分别固接在固定块与活动块侧壁；与支撑杆连接的所述滑块两侧壁均固接有二号电极片；所述滑槽内部侧壁对应于二号电极片固接有三号电极片。

13、本发明的有益效果如下：

14、1.本发明所述的一种超声椭圆振动切削装置，通过将实现椭圆振动的两种振动方式拆开的方式，将实现纵向振动的组件安装在刀具顶部，将实现横向振动的组件安装在夹盘底部，并且夹盘底部安装的横向振动的组件有两组，能实现两个方向的振动，本装置实现了对工件多方向的超声波椭圆振动切削，并且由于纵向振动和横向振动没有全部作用在刀具上，使得纵向振动和横向振动不会互相干涉，从而即使纵向振动和横向振动频率过快时，也不会对工件切削精度产生影响。

15、2.本发明所述的一种超声椭圆振动切削装置，通过在波纹管内部设置有弹簧，即使波纹管在不充气时，夹块也能受到弹簧的支撑，使得夹块不会在夹盘顶部滑动，并且波纹管在弹簧的支撑下，内部始终充满气体，在夹块向后滑动，并且将工件夹持住时，对波纹管进行压缩，使得波纹管内的被压缩的气体压强足以支撑夹块对工件的夹持，在滑块和滑槽侧壁分别固接二号电极片、三号电极片，当夹盘超声波振动时，会带动支撑杆和滑块在滑槽内滑动，当滑块侧壁上的二号电极片与滑槽侧壁上的三号电极片接触，使得电路接通，使得固定块内的风机得以通电运转，支撑杆在超声波振动时，二号电极片与三号电极片的接触随着振动，使得电路处于时而断开、时而接通的情况，使得风机不会一直向波纹管内的吹气，避免了电力的浪费，也避免了波纹管长时间处于压强过大的情况。

技术特征：

1.一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：包括机床架(1)；所述机床架(1)分别安装有三个移动组件；所述移动组件包括支撑块(14)；三个所述移动组件包括x向移动组件(12)、y向移动组件(13)、z向移动组件(11)；所述z向移动组件(11)固接在机床架(1)顶部；所述z向移动组件(11)内的支撑块(14)顶部固接有壳体(15)；所述壳体(15)内固接有电机；所述电机的输出端固接有超声波换能器(2)；所述超声波换能器(2)远离电机的一端固接有一号变幅杆(21)；所述一号变幅杆(21)远离电机的一端固接有法兰盘(22)；所述法兰盘(22)安装有铣刀(23)；

2.根据权利要求1所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述超声波振动子包括连接杆(4)；所述夹盘(3)底部固接有两个连接杆(4)；所述连接杆(4)远离夹盘(3)的一端固接有铝壳(41)；所述铝壳(41)内固接有压电陶瓷(42)；所述压电陶瓷(42)远离连接杆(4)的一端固接有一号电极片(43)；所述一号电极片(43)远离压电陶瓷(42)的一端固接有二号变幅杆(44)；所述二号变幅杆(44)远离一号电极片(43)的一端安装在支撑座侧壁；所述铝壳(41)安装有一号导线(45)；所述一号电极片(43)安装有二号导线(46)。

3.根据权利要求2所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述支撑块(14)内部四周侧壁中心处均开设有滑槽；所述滑槽内滑动连接有滑块(51)；所述二号变幅杆(44)远离一号电极片(43)的一端固接在滑块(51)侧壁；所述夹盘(3)底部侧壁固接有支撑杆(5)，且所述支撑杆(5)远离夹盘(3)的一端固接在滑块(51)侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述法兰盘(22)经螺栓与铣刀(23)固接；所述螺栓包括螺杆(24)、紧固螺母(25)、锁紧螺母(26)；所述螺杆(24)与法兰盘(22)之间安装有垫圈，且所述紧固螺母(25)与铣刀(23)之间安装有垫圈。

5.根据权利要求1所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述夹盘(3)顶部开设有四个活动槽；所述活动槽内均滑动连接有夹块(31)；所述夹块(31)顶端设置为倾斜；所述夹块(31)靠近夹盘(3)侧壁处的一端安装有驱动组件。

6.根据权利要求5所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述驱动组件包括固定块(32)；所述固定块(32)固接在活动槽内部侧壁；所述夹块(31)靠近固定块(32)的侧壁固接有活动块(33)；所述活动槽内安装有软管；所述软管的两端分别固接在固定块(32)和活动块(33)侧壁中心处；所述固定块(32)顶部开设有通孔；所述通孔连通软管，且所述通孔内部设置有风机。

7.根据权利要求6所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述软管设置为波纹管(35)；所述波纹管(35)内壁涂有橡胶涂层；所述固定块(32)顶部对应于通孔安装有单向阀；所述单向阀外部固接有防尘罩(34)；所述防尘罩(34)侧壁开设有多组气孔。

8.根据权利要求7所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述活动块(33)顶部开设有通孔；所述通孔连通波纹管(35)；所述活动块(33)顶部对应于通孔固接有压力阀；所述活动块(33)顶部固接有气管(36)；所述气管(36)连通通孔。

9.根据权利要求8所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述气管(36)出气端设置为两个，且两个所述出气端均设置为l型；所述气管(36)出气端分别固接在夹块(31)对立侧壁；所述气管(36)用于吹去切削中的碎屑。

10.根据权利要求7所述的一种超声椭圆振动切削装置，其特征在于：所述波纹管(35)内部安装有弹簧(6)；所述弹簧(6)的两端分别固接在固定块(32)与活动块(33)侧壁；与支撑杆(5)连接的所述滑块(51)两侧壁均固接有二号电极片(61)；所述滑槽内部侧壁对应于二号电极片(61)固接有三号电极片(62)。

技术总结
本发明属于超声振动切削加工技术领域，具体的说是一种超声椭圆振动切削装置，包括机床架；所述机床架分别安装有三个移动组件；所述移动组件包括支撑块；三个所述移动组件包括X向移动组件、Y向移动组件、Z向移动组件；所述Z向移动组件固接在机床架顶部；所述夹盘顶部安装有夹块；所述夹盘底部安装有两个超声波振动子；通过将实现椭圆振动的两种振动方式拆开的方式，将实现横向振动的组件安装在夹盘底部，本装置实现了对工件多方向的超声波椭圆振动切削，并且由于纵向振动和横向振动没有全部作用在刀具上，使得纵向振动和横向振动不会互相干涉，从而即使纵向振动和横向振动频率过快时，也不会对工件切削精度产生影响。

技术研发人员：梁宏,林日暖,胡毅业
受保护的技术使用者：东莞市腾信精密仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13