一种带有超声振动装置的跟刀架及其工作方法与流程

本发明涉及跟刀架领域，尤其涉及一种带有超声振动装置的跟刀架及其工作方法。

背景技术：

由于细长轴的刚性较差，在车削过程中，工件易受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲变形以及无规律振动，影响表面加工质量和精度。连续性的车削细长轴加工过程中，切削力较大，切屑不易断，产生的毛刺较多，切削温度较高，刀具切削刃磨损较大，因而影响了工件的表面形貌和精度，加工质量较低。虽然用跟刀架来支承工件一定程度上可以减轻工件的弯曲变形，增加工件的刚性，但还是不能够很好的解决细长轴车削过程中工件表面质量差、精度低的问题。

技术实现要素：

一种带有超声振动装置的跟刀架，其特征在于包括：底板和主体，所述主体上设置有超声振动机构，所述超声振动机构包括支承座，所述支承座上活动设置有超声换能器和用于控制超声换能器活动的调节机构，所述超声换能器上设置有超声变幅杆，所述超声变幅杆一端连接支承压头，所述超声换能器与超声发生器连接。

优选地，所述支承座为空心圆柱体，所述超声换能器设置在所述支承座的空心结构内，所述变幅杆一端伸出至所述支承座的外部。由于所述支承座内部没有利用的空间过大，利用其内部空间装入所述超声换能器、所述超声变幅杆和所述支承压头，从而有效利用了空间，节约了成本。

优选地，所述调节机构包括扳手轮和螺纹柱，所述扳手轮焊接于螺纹柱的上端，所述超声换能器安装在所述螺纹柱的下端，所述支承座的上端设置有上端盖，所述螺纹柱与所述支承座的上端盖螺纹连接。所述调节机构与所述支承座通过螺纹连接能使所述调节机构及其所连接的所述超声换能器、超声变幅杆和支承压头上下移动。

优选地，所述超声发生器和所述超声换能器通过传输导线相连接，所述超声换能器和所述超声变幅杆通过螺栓相连接，所述超声变幅杆上有中心螺纹孔，所述支承压头与所述超声变幅杆通过螺纹相连接。由于所述超声换能器振动的振幅过小，利用所述超声变幅杆可以放大振幅从而推动所述工件能够有效地振动，所述工件和所述车刀周期性的切削，从而实现降低了车削过程中的切削力。

优选地，所述主体上设置有两组超声振动机构，两组所述超声振动机构的支承压头相互垂直，且位于同一平面内。由于多维超声振动比一维超声振动的加工效果更好，因此本发明采用多维超声振动。

优选地，所述的主体呈l型，两组所述超声振动机构分别位于主体的结构的两端。由于本发明采用多维超声振动，因此主体采用l型结构可以从多角度安装超声振动机构。

根据上述任一一种带有超声振动装置的跟刀架的工作方法，其特征在于，将所述跟刀架安装在加工设备上，调整支承压头的位置使其与工件表面接触，加工设备启动后，支承压头将超声振动施加于所述工件的表面，同时所述跟刀架随加工设备的车刀同步运动。

优选地，所述跟刀架上具有两组超声振动机构，所述两组所述超声振动机构的支承压头相互垂直，且位于同一平面内，且所述两组超声振动机构的振幅和频率相同。由于本发明的跟刀架不仅仅是支承工件，而且推动工件有规律的振动，因此两组超声振动机构的振幅和频率相同可以使工件振幅最大化。

有益效果：本发明将超声振动作用通过支承压头传递到工件的加工区域处，除了支承压头本身可以减轻工件的弯曲变形，增加工件的刚性外，由于将振动施加给工件，降低了车削过程中的切削力，断屑容易，没有积屑瘤和毛刺产生，切削温度有一定程度的降低，车刀使用寿命延长，加工精度得到提高，表面粗糙度降低，得到了良好的表面效果，保证了加工质量。另外，跟刀架的支承压头与工件周期性地离开和接触能够减少支承压头的磨损，提高跟刀架使用寿命。整体结构简单，容易实现。

附图说明

图1是本发明一种带有超声振动装置的跟刀架的结构示意图；

图2是本发明描述刀具与跟刀架位置关系的示意图。

图中，1.底板，2.主体，3.超声振动机构，4.支承座，5.超声换能器，6.调节机构，7.超声变幅杆，8.支承压头，9.超声发生器，10.扳手轮，11.螺纹柱，12.工件，13.车刀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

一种带有超声振动装置的跟刀架，其特征在于包括：底板1和主体2，所述主体2上设置有超声振动机构3，所述超声振动机构包括支承座4，所述支承座4上活动设置有超声换能器5和用于控制超声换能器活动的调节机构6，所述超声换能器5上设置有超声变幅杆7，所述超声变幅杆7一端连接支承压头8，所述超声换能器5与超声发生器9连接。

优选地，所述支承座4为空心圆柱体，所述超声换能器5设置在所述支承座4的空心结构内，所述变幅杆7一端伸出至所述支承座4的外部。由于支承座4内部没有利用的空间过大，利用其内部空间装入超声换能器5、超声变幅杆7和支承压头8，从而有效利用了空间，节约了成本。

优选地，所述调节机构6包括扳手轮10和螺纹柱11，所述扳手轮10焊接于螺纹柱11的上端，所述超声换能器5安装在所述螺纹柱11的下端，所述支承座4的上端设置有上端盖，所述螺纹柱11与所述支承座4的上端盖螺纹连接。调节机构6与支承座3螺纹连接能使调节机构6及其所连接的超声换能器5、超声变幅杆7和支承压头8上下移动。

优选地，所述超声发生器9和所述超声换能器5通过传输导线相连接，所述超声换能器5和所述超声变幅杆7通过螺栓相连接，所述超声变幅杆7上有中心螺纹孔，所述支承压头8与所述超声变幅杆7通过螺纹相连接。由于超声换能器5振动的振幅过小，利用超声变幅杆7可以放大振幅从而推动工件12能够有效地振动，工件12和车刀13周期性的切削，从而实现降低了车削过程中的切削力。

优选地，所述主体2上设置有两组超声振动机构3，两组所述超声振动机构3的支承压头8相互垂直，且位于同一平面内。由于多维超声振动比一维超声振动的加工效果更好，因此本实施例采用多维超声振动。

优选地，所述的主体2呈l型，两组所述超声振动机构3分别位于主体2的结构的两端。由于本实施例采用多维超声振动，因此主体2采用l型结构可以从多角度安装超声振动机构3。

根据任一所述带有超声振动装置的跟刀架的工作方法，其特征在于，将所述跟刀架安装在加工设备上，调整支承压头8的位置使其与工件12表面接触，加工设备启动后，支承压头8将超声振动施加于所述工件12的表面，同时所述跟刀架随加工设备的车刀13同步运动。

优选地，所述跟刀架上具有两组超声振动机构3，所述两组所述超声振动机构3的支承压头8相互垂直，且位于同一平面内，且所述两组超声振动机构3的振幅和频率相同。由于本发明的跟刀架不仅仅是支承工件12，而且推动工件12有规律的振动，因此两组超声振动机构3的振幅和频率相同可以使工件12振幅最大化。

工作原理：超声发生器9将交流电转化为振荡电信号，超声换能器5再将振荡电信号转化为机械振动，由于超声换能器5输出的振动太小，不以满足，则用超声变幅杆7进行放大处理后将振动传递到支承压头8上，从而施加到工件12的待加工表面区域。在车刀13的进给方向上，支撑压头8的在车刀13前面保持一定的距离，车刀13加工时所述跟刀架同时移动，保证加工的有规律性振动效应。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。