专利名称：小孔振动切削装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是对大批量零部件生产中，使用于小孔加工的一种小孔振动切削装置的设计。
现有的孔的振动切削技术见之于日本隈部淳一郎著《精密加工振动切削》(机械工业出版社 一九八五年六月 北京第一版)，在该书的第六章“振动驱动装置”中，描述了一种压电陶瓷换能器，它是由两片压电陶瓷片组成的，这种换能器在工作状态只能产生4微米的振幅，而这不能满足小孔振动切削的需要，为了增大振幅，该文提出的方法是“在换能器的侧面紧凑地并列几个换能器”，这种方法将使整个装置的体积增大，采用这种方法设计的钻床在该书的第十章“孔加工”中得到描述，这是一种结构复杂、成本高的设备，不能广泛地推广应用。
本实用新型的任务是要设计出一种装置，在不改变孔加工机床结构的条件下，当把这种装置直接安装在机床上时就可以实施小孔振动切削。
本实用新型利用压电陶瓷片［10］的电致伸缩特性在该装置的换能器内设置了多于2片的压电陶瓷片［10］，并且采用了在两片压电陶瓷片［10］之间夹一片导电极板［9］的层叠结构。其中每片压电陶瓷片［10］在电致伸缩状态下产生的振幅是相加在一起的，其总的数值足以满足小孔振动切削的需要。压电陶瓷片［10］的数量由切削时所排出的切削形状确定，具体做法是①若干压电陶瓷片［10］组成上述的层叠结构，②为了省去复杂的计算起见，振幅放大杆［5］在振动波传播方向的长度尺寸，可以是单片压电陶瓷片［10］的厚度尺寸的偶数倍，其数值要大于换能器的高度，当然也可以用其他计算方法求取这个尺寸，用这种小孔振动切削装置加工某一个直径的小孔时，如切削呈带状排出就要增加压电陶瓷片［10］的数量，如果切削呈片状或者粉末状排出就说明达到了良好的振动切削效果，此时换能器工作正常，压电陶瓷片［10］的数量即可确定。
用此种装置不需要改变孔加工机床的结构，把该装置直接安装在机床主轴上即可进行小孔振动切削，易于推广使用，特别是给大批量零部件生产中的小深孔的加工提供了一种高效、简便和价廉的工艺装置。
以下将结合附图对本实用新型作详细描述附
图1是装置主视图。
附图2是
图1的A－A剖视图。
附图3是换能器线路图。
切削刀具［1］是直接进行切削的工具，它可以是钻头、推刀及镗刀等等，这需要根据被加工孔的工艺确定。定位环［2］相对于回转轴线o－o的径向定位面是一个圆柱面，为了降低制造成本起见，定位环［2］与切削刀具［1］可以焊接在一起，使切削刀具的柄部与回转轴线o－o同轴。螺纹套筒［3］使定位环［2］精确定位。锁紧螺母［4］夹紧定位环［2］。振幅放大杆［5］把振动波传给切削刀具［1］，为了减少能量消耗起见，振幅放大杆［5］与定位环［2］的接合面是垂直于回转轴线o－o的，振幅放大杆［5］与螺纹套筒［3］是过盈配合。压电陶瓷片［10］与导电极板［9］组成换能器，将电能转变成机械能，采用在2片压电陶瓷片之间夹一片导电极板的层叠结构。在工作状态，压板［11］通过螺钉［6］将换能器紧固在一起。为了不改变孔加工机床的主轴结构，固定套［8］的连接部分可以做成莫氏锥柄。螺钉［7］将固定套［8］与振幅放大杆［5］紧固在一起。在工作状态，集流环［12］、［13］通过导线［15］、［16］将频率为20KHZ电流传导致换能器，电流的频率可以根据装置的固有频率调整。在固定套［8］与集流环［12］、［13］之间有绝缘套［14］。
本实用新型的非限定实施例应用图2的小孔振动切削装置，取压电陶瓷片［10］的直径为30毫米、厚度为5毫米，共6片，振幅放大杆［5］用铝合金或镁合金制造。在振动波传播方向的长度尺寸取40毫米。部件的其他结构尺寸按图2的11的比例设计。这个装置在工作状态，可以得到15微米的振幅。安装在Z515台钻上，选用高速钢麻花钻，在ZL16铝合金材料上，钻1个孔径为2毫米、孔深为50毫米的通孔，机动工时只需5秒种，粗糙度达到Ra1.6微米，切屑不粘刀刃。
权利要求1.一种小孔振动切削装置，在换能器的振动传播方向上装有振幅放大杆，在振幅放大杆的能量密度最大的位置处装有切削刀具，而振幅放大杆又与固定套连接在一起，其特征在于，换能器是由多于2片的压电陶瓷片[10]层叠在一起的，切削刀具[1]上焊接了定位环[2]，定位环[2]相对于该装置的回转轴线0-0的径向定位面是一个圆柱面，振幅放大杆[5]与定位环[2]的结合面是垂直于该装置的回转轴线0-0的，固定套[8]具有莫氏锥柄。
专利摘要一种小孔振动切削装置，是用若干片压电陶瓷片层叠在一起组成的换能器，在电致伸缩状态产生的振幅可达到15微米以上，整个装置结构简单、体积小；装置上的莫氏锥柄可将该装置直接安装在普通台钻上使用。本实用新型应用于各种材料的小孔切削加工，特别是应用于小深孔的切削加工，更能够发挥其高效，简便及价廉的性能。
文档编号B23B35/00GK2126123SQ9220627
公开日1992年12月30日 申请日期1992年4月4日 优先权日1992年4月4日
发明者林功顺 申请人:林功顺