專利名稱：基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擠壓加工裝置，更特別地說，是指一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能 器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置。
背景技術(shù)：
超聲振動(dòng)換能器是超聲振動(dòng)加工系統(tǒng)中最重要的組成部分，其設(shè)計(jì)效果直接影響 加工的質(zhì)量。 一般情況下，換能器自身有三種振動(dòng)形式縱向振動(dòng)、彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn) 振動(dòng)，當(dāng)兩種振動(dòng)形式以一定的相位差復(fù)合后能得到橢圓振動(dòng)。目前所使用的縱彎?rùn)E 圓振動(dòng)換能器多以單激勵(lì)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的變幅桿來得到橢圓振動(dòng)形式，然而通過這種換 能器得到的橢圓振動(dòng)可控性差，不利于得到較好的加工質(zhì)量。雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器 可以通過兩個(gè)激勵(lì)源分別提供的縱向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)復(fù)合來得到橢圓振動(dòng)，而且還能 通過調(diào)整兩個(gè)激勵(lì)源的激勵(lì)電壓大小和相位差來得到多種不同形式的橢圓振動(dòng)，這對(duì) 于研究不同的振動(dòng)形式對(duì)加工質(zhì)量的影響無疑是十分有用的。
超聲振動(dòng)擠壓是一種將超聲振動(dòng)附加于刀具上，使原本連續(xù)的擠壓過程變成斷續(xù) 的，具有特殊加工效果的擠壓加工方式。超聲振動(dòng)擠壓具有能大幅降低表面粗超度、 強(qiáng)化工件表面等優(yōu)點(diǎn)。伹是在常規(guī)超聲振動(dòng)(振動(dòng)方向?yàn)閱我豢v向)擠壓過程中，刀 具與加工表面間存在劇烈的滑動(dòng)摩擦，由此產(chǎn)生的機(jī)械磨損將大大降低刀具的使用壽 命，另外擠壓加工質(zhì)量也會(huì)隨著刀具的快速磨損而迅速地下降。刀具壽命較短導(dǎo)致的 加工成本大幅提高，限制了振動(dòng)擠壓加工技術(shù)在光整加工領(lǐng)域的推廣使用。 發(fā)明 內(nèi) 容
為了解決擠壓加工過程中刀具的快速磨損問題，本發(fā)明提出了一種基于雙激勵(lì)縱 彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置。其超聲橢圓振動(dòng)擠壓裝置包括有殼體組 件、振動(dòng)組件、滑動(dòng)組件和壓力組件，滑動(dòng)組件套接在振動(dòng)組件的外圓面，壓力組件 安裝在振動(dòng)組件的尾部，裝配好的振動(dòng)組件、滑動(dòng)組件和壓力組件置于殼體組件內(nèi)。當(dāng)采用該裝置進(jìn)行擠壓加工時(shí)，其雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器能驅(qū)動(dòng)刀具不停地做縱彎?rùn)E 圓振動(dòng)，該橢圓振動(dòng)的軌跡與工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡相切，回轉(zhuǎn)方向相反。當(dāng)該橢圓振 動(dòng)的回轉(zhuǎn)速度與工件的回轉(zhuǎn)速度大小相等或近似相等時(shí)，刀具相當(dāng)于在工件表面作純 滾動(dòng)，刀具與加工表面間的相對(duì)滑動(dòng)將不復(fù)存在，這樣就有效地避免了刀具因?yàn)榛瑒?dòng) 摩擦而導(dǎo)致的機(jī)械磨損，達(dá)到了延長(zhǎng)刀具壽命的目的。'
本發(fā)明的一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓裝置是結(jié)合柔性 擠壓要求與朗之萬換能器原理進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓裝置 本發(fā)明基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置的優(yōu)點(diǎn)
(1) 應(yīng)用B振動(dòng)激勵(lì)源27和A振動(dòng)激勵(lì)源26復(fù)合驅(qū)動(dòng)刀具5作橢圓振動(dòng)，這樣
可以通過分別調(diào)整每一路振動(dòng)的振幅和兩路振動(dòng)之間的相位差來得到不同形 式的橢圓振動(dòng)，這樣就可以在進(jìn)行擠壓加工時(shí)，根據(jù)加工的各項(xiàng)工藝參數(shù)來選 擇適當(dāng)?shù)臋E圓振動(dòng)形式，從而達(dá)到減輕甚至避免刀具與工件間的滑動(dòng)摩擦以及 由該滑動(dòng)摩擦導(dǎo)致的刀具機(jī)械磨損。這樣不但能提高刀具的使用壽命，降低加 工成本，還能得到較好的加工質(zhì)量。
(2) 本發(fā)明采用壓力傳感器與彈簧的組合，使刀具5在工作時(shí)，能夠減小工件表 面的硬質(zhì)點(diǎn)對(duì)刀具的沖擊和擦傷。配有壓力傳感器，能實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)D壓加工中擠 壓力的大小，便于工人操作時(shí)掌握當(dāng)前的工作狀態(tài)和刀具的磨損程度，以便及 時(shí)更換，這就增加了加工的可靠性。
(3) 將壓力組件4安裝在滑動(dòng)組件3的刀套31上，使得在工件加工過程中，能始 終保持?jǐn)D壓力與工件加工表面垂直，便于提高工件表面的強(qiáng)度和硬度，從而達(dá) 到提高工件的抗疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕能力的目的。
(4) 通過基座13上的連接端131能夠方便地將本發(fā)明的裝置安裝在機(jī)床的四方刀 架上，這樣就能在不改動(dòng)機(jī)床本身的基礎(chǔ)上得到更好的加工效果，且裝卡、拆 卸方便。
(5) 在B振動(dòng)激勵(lì)源27與A振動(dòng)激勵(lì)源26之間安裝一A圓柱22，能夠?qū)崿F(xiàn)B 振動(dòng)激勵(lì)源27與A振動(dòng)激勵(lì)源26的激振頻率達(dá)到一致。
(6) 在刀套31的圓柱體317上套接直線滑動(dòng)軸承34，使得在工件加工過程中，整個(gè)滑動(dòng)組件3能夠沿縱向中心線靈活滑動(dòng)，便于測(cè)得準(zhǔn)確的擠壓力的數(shù)值。 (7)在變幅桿21的輸出端21a釆用夾緊件25夾緊刀具5，便于刀具5在磨損后 調(diào)整方位重新使用，從而延長(zhǎng)了刀具的使用時(shí)間，降低了工件的加工成本。 附圖說 明


圖1是本發(fā)明超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖1A是本發(fā)明超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置的另一視角結(jié)構(gòu)圖。
圖IB是未裝配基座、前蓋板和后蓋板的本發(fā)明基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超 聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖1C是本發(fā)明振動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本發(fā)明殼體組件中前蓋板的結(jié)構(gòu)圖。 圖2A是本發(fā)明殼體組件中后蓋板的結(jié)構(gòu)圖。 圖2B是本發(fā)明殼體組件中基座的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明振動(dòng)組件的分解圖。 圖3A是本發(fā)明變幅桿的A—A視圖。 圖4是本發(fā)明滑動(dòng)組件的分解圖。 圖4A是本發(fā)明刀套的另一視角結(jié)構(gòu)圖。 圖5是本發(fā)明壓力組件的分解圖。
圖5A是本發(fā)明B壓蓋的另-一視角結(jié)構(gòu)圖。
圖中l(wèi).殼體組件ll.前蓋板lll.X通孔112.A通孔
12.后蓋板121.A沉頭孔122.B沉頭孔123.C通孔124.B通孔
13.基座131.連接端132.后端面133.A螺紋孔134.切口
135.前端面2.振動(dòng)組件21.變幅桿211.B螺紋孔212.長(zhǎng)槽
213.A凹槽214.H通孔215.B凹槽216.圓孔21a.輸出端
22.A圓柱221.E通孔23.B圓柱.231.D通孔24.長(zhǎng)螺釘
241.螺紋端25.夾緊件251.B螺釘252.螺母26.A振動(dòng)激勵(lì)源
261.F通孔27.B振動(dòng)激勵(lì)雜271.G通孔3.滑動(dòng)組件
31.刀套311.C凹槽312.C沉頭孔313.后端面314.C螺紋孔
315.前端面316.中心通孔317.圓柱體32.密封圈33.A限位套
34.直線滑動(dòng)軸承35.B限位套4.壓力組件41.壓力傳感器
411.B凹腔412.1通孔413.B凸臺(tái)42.彈簧43.A壓蓋
431.Y通孔432.D螺紋孔433.環(huán)體434.凸塊44.彈簧心軸
441.螺紋端45.B壓蓋451.A凹腔452.A凸臺(tái)5.刀具
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
參見圖1、圖1A、圖1B、圖1C所示，本發(fā)明的一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能 器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置，其包括有殼體組件l、振動(dòng)組件2、滑動(dòng)組件3和 壓力組件4。
一、 殼體組件
參見圖1、圖1A、圖2、圖2A、圖2B所示，該殼體組件1包括有前蓋板11、 后蓋板12和基座13。
前蓋板11上設(shè)有X通孔111和A通孔112，且A通孔112設(shè)在前蓋板11的 中心位置，A通孔112用于變幅桿21的輸出端21a穿過。X通孔111設(shè)在A通孔 112的四周，X通孔111用于與基座13的前端面135上設(shè)有的螺紋孔配合，通過 螺釘穿過該X通孔111后螺紋連接在前端面135上的螺紋孔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)前蓋板 11與基座13的前端面135的安裝。
后蓋板12上設(shè)有A沉頭孔121、 B沉頭孔122、 C通孔123和B通孔124， A沉頭孔121設(shè)計(jì)在后蓋板12的邊緣，B沉頭孔122設(shè)計(jì)在后蓋板12的中間部 位。A沉頭孔121用于與基座13的后端面132上設(shè)有的A螺紋孔133配合，通過 螺釘穿過該A沉頭孔121后螺紋連接在A螺紋孔133內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)后蓋板12安裝 在基座13的后端面132上。B沉頭孔122用于與壓力傳感器41上的I通孔412 配合，然后通過螺釘實(shí)現(xiàn)將壓力傳感器41安裝在后蓋板12上。C通孔123用于B 振動(dòng)激勵(lì)源27和A振動(dòng)激勵(lì)源26的電源線穿過。B通孔124用于壓力傳感器41
的信號(hào)線和電源線穿過。
基座13的外部為八邊形，基座13的內(nèi)部為帶有切口 134的圓筒結(jié)構(gòu)，基座 13的外部設(shè)有連接端131，該連接端131安裝在機(jī)床的四方刀架上，本發(fā)明的超聲 橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置通過連接端131實(shí)現(xiàn)與機(jī)床的連接?；?3的后端面132 上均勻設(shè)有A螺紋孔133，該A螺紋孔133與A沉頭孔121配合，然后通過螺釘 實(shí)現(xiàn)將后蓋板12安裝在基座13上。切口 134內(nèi)卡合有A壓蓋43的凸塊434 (如 圖5所示)。二、 振動(dòng)組件
參見圖l、圖1A、圖1C、圖3、圖3A所示，該振動(dòng)組件2包括有變幅桿21、A圓柱22、 B圓柱23、長(zhǎng)螺釘24、夾緊件25、 A振動(dòng)激勵(lì)源26和B振動(dòng)激勵(lì)源27，振動(dòng)組件2沿縱向中心線順次布局為B圓柱23、 A振動(dòng)激勵(lì)源26、 A圓柱22、B振動(dòng)激勵(lì)源27和變幅桿21 。
變幅桿21為階梯形變幅桿，變幅桿21的輸出端21a上設(shè)有圓孔216、長(zhǎng)槽212、 A凹槽213、 B凹槽215和H通孔214。圓孔216、長(zhǎng)槽212沿縱向中心線開設(shè)，A凹槽213、 B凹槽215對(duì)稱設(shè)在輸出端21a的圓面上，A凹槽213與B凹槽215之間設(shè)有H通孔214, A凹槽213、 B凹槽215與長(zhǎng)槽212平行，H通孔214與長(zhǎng)槽212垂直。圓孔216內(nèi)放置有刀具5，對(duì)刀具5的夾緊采用B螺釘251穿過H通孔214后連接上螺母252實(shí)現(xiàn)。B螺釘251的端部置于B凹槽215內(nèi)，螺母252置于A凹槽213內(nèi)。
A圓柱22的中心設(shè)有E通孔221。
B圓柱23的中心設(shè)有D通孔231 。
長(zhǎng)螺釘24的螺紋端241順次穿過D通孔231、 F通孔261、 E通孔221、 G通孔271后連接在B螺紋孔211上。本發(fā)明采用長(zhǎng)螺釘24將振動(dòng)組件2組合成一
個(gè)整體，其裝配方式簡(jiǎn)單。
夾緊件25包括有B螺釘251和螺母252， B螺釘251與螺母252的配合使得長(zhǎng)槽212的縫隙減小，從而達(dá)到夾緊刀具5的目的。本發(fā)明釆用夾緊件25安裝刀具5，在更換和調(diào)節(jié)刀具5時(shí)更加方便。
A振動(dòng)激勵(lì)源26的中心有F通孔261 。
B振動(dòng)激勵(lì)源27的中心有G通孔271。
在本發(fā)明中，B振動(dòng)激勵(lì)源27選用型號(hào)PZT-8壓電陶瓷圓環(huán)片，A振動(dòng)激勵(lì)源26選用型號(hào)PZT-8壓電陶瓷半圓環(huán)片，其外徑都為45wm ，內(nèi)徑15附附，厚度5附w 。該B振動(dòng)激勵(lì)源27和A振動(dòng)激勵(lì)源26采用每?jī)善~片之間用環(huán)氧樹脂粘接有壓電陶瓷環(huán)片(兩半圓環(huán)片組成一個(gè)壓電陶瓷環(huán)片)。相互垂直的兩路高頻振動(dòng)(一路為縱向振動(dòng)， 一路為彎曲振動(dòng)，縱向振動(dòng)由B振動(dòng)激勵(lì)源27提供驅(qū)動(dòng)源，彎曲振動(dòng)由A振動(dòng)激勵(lì)源26提供驅(qū)動(dòng)源)使刀具5的刀尖處合成一個(gè)橢圓振動(dòng)，工作頻率范圍為15服 25H
本發(fā)明B振動(dòng)激勵(lì)源27和A振動(dòng)激勵(lì)源26能夠分別提供給變幅桿21的功率為30『 100『。
9三、 滑動(dòng)組件
參見圖l、圖1A、圖1B、圖4、圖4A所示，該滑動(dòng)組件3包括有刀套31、密封圈32、 A限位套33、直線滑動(dòng)軸承34和B限位套35。刀套31的外圓面上從安裝有B限位套35、直線滑動(dòng)軸承34和A限位套33,直線滑動(dòng)軸承34置于A限位套33與B限位套35之間。
刀套31為中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，刀套31的中心設(shè)有中心通孔316，刀套31的圓柱體317上均勻設(shè)有多個(gè)C沉頭孔312，刀套31的前端面315的內(nèi)環(huán)上開有C凹槽311，刀套31的后端面313上均勻設(shè)有C螺紋孔314。
中心通孔316用于放置振動(dòng)組件2，且通過螺釘穿過C沉頭孔312頂緊在B圓柱23、變幅桿21上實(shí)現(xiàn)振動(dòng)組件2與刀套31的安裝。
C凹槽311內(nèi)安裝有密封圈32。在振動(dòng)組件2置于中心通孔316內(nèi)后，振動(dòng)組件2的變幅桿21的輸出端21a伸出中心通孔316后用密封圈32實(shí)現(xiàn)定位和密封裝配。
C螺紋孔314與壓力組件4中的A壓蓋43上的Y通孔431配合，通過螺釘實(shí)現(xiàn)A壓蓋43安裝在刀套31的后端面313上。
四、 壓力組件
參見圖1、圖1A、圖1B、圖5、圖5A所示，該壓力組件4包括有壓力傳感器41、彈簧42、 A壓蓋43、彈簧心軸44和B壓蓋45。
A壓蓋43的中心設(shè)有D螺紋孔432，該D螺紋孔432內(nèi)安裝有彈簧心軸44的螺紋端441; A壓蓋43上均勻設(shè)有四個(gè)Y通孔431，該Y通孔431與C螺紋孔314 (設(shè)在刀套31的后端面313上)的配合，通過螺釘實(shí)現(xiàn)A壓蓋43安裝在刀套31的后端面313上；A壓蓋43的環(huán)體433上設(shè)有凸塊434，該凸塊434卡合在基座13的切口 134中，該凸塊434能夠?qū)崿F(xiàn)A壓蓋43與基座13的定位，并且能夠防止滑動(dòng)組件3在旋轉(zhuǎn)時(shí)的錯(cuò)位。
B壓蓋45的一端設(shè)有A凸臺(tái)452，該A凸臺(tái)452用于套接彈簧42的一端；B壓蓋45的另一端設(shè)有A凹腔451 ，該A凹腔451用于放置壓力傳感器41的B凸臺(tái)413。壓力傳感器^通過I通孔412與B沉頭孔122 (設(shè)在后蓋板12上)的配合，通過螺栓實(shí)現(xiàn)壓力傳感器41安裝在后蓋板12上。壓力傳感器41的B凹腔411用于放置B壓蓋45，且壓力傳感器41的B凸臺(tái)413與A凹腔451配合，B壓蓋45的A凸臺(tái)452上套接彈簧42的一端，彈簧心軸44穿過彈簧42后螺紋連接在A壓蓋43上，彈簧42的另一端與A壓蓋43接觸。
本發(fā)明的一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置，該裝置能夠適合在精密或超精密車床上安裝，使用非常方便，只需要將該裝置通過基座13的連接端131固定在車床的四方刀架上即可使用。工作過程是首先將本發(fā)明裝置在車床上進(jìn)行對(duì)刀，調(diào)整到最終安裝位置后再將該裝置安裝固定在車床的四方刀架上，下一步進(jìn)行橢圓振動(dòng)調(diào)整工作，即打開超聲激勵(lì)電源，根據(jù)擠壓工藝的需要，調(diào)整激振頻率和激勵(lì)電壓，使刀具處在最恰當(dāng)?shù)恼駝?dòng)狀態(tài)，即使刀具與工件在接觸點(diǎn)處
的速度大小相等，方向相同。另外，該超聲激勵(lì)電源的振動(dòng)控制系統(tǒng)具有自動(dòng)控制功能，可根據(jù)工藝要求預(yù)設(shè)置，實(shí)際工作過程中，用戶只需細(xì)微調(diào)整即可；最后，根據(jù)工藝要求，設(shè)定工作參數(shù)，如擠壓速度、擠壓深度、進(jìn)給量，即可開始進(jìn)行精密或超精密表面光整加工。
本發(fā)明的一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置是一種由超聲振動(dòng)組件、滑動(dòng)組件、壓力組件和殼體組件裝配而成的，需用雙路超聲電源激勵(lì)的，適用于多種車床的加工工具。該裝置能在確保較好加工質(zhì)量的前提下，大幅提髙刀具壽命，降低加工成本，且工作穩(wěn)定可靠，裝卡拆卸極為方便，易于實(shí)現(xiàn)通用化。
權(quán)利要求
1、一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置，其特征在于該超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置包括有殼體組件(1)、振動(dòng)組件(2)、滑動(dòng)組件(3)和壓力組件(4)；該殼體組件(1)包括有前蓋板(11)、后蓋板(12)和基座(13)；該振動(dòng)組件(2)包括有變幅桿(21)、A圓柱(22)、B圓柱(23)、長(zhǎng)螺釘(24)、夾緊件(25)、A振動(dòng)激勵(lì)源(26)和B振動(dòng)激勵(lì)源(27)，振動(dòng)組件(2)沿縱向中心線順次布局為B圓柱(23)、A振動(dòng)激勵(lì)源(26)、A圓柱(22)、B振動(dòng)激勵(lì)源(27)和變幅桿(21)；該滑動(dòng)組件(3)包括有刀套(31、密封圈(32、A限位套(33、直線滑動(dòng)軸承(34和B限位套(35；刀套(31)的外圓面上從安裝有B限位套(35)、直線滑動(dòng)軸承(34)和A限位套(33)，直線滑動(dòng)軸承(34)置于A限位套(33)與B限位套(35)之間；該壓力組件(4)包括有壓力傳感器(41)、彈簧(42)、A壓蓋(43)、彈簧心軸(44)和B壓蓋(45)；前蓋板(11)上設(shè)有X通孔(111)和A通孔(112)，且A通孔(112)設(shè)在前蓋板(11)的中心位置，A通孔(112)用于變幅桿(21)的輸出端(21a)穿過；X通孔(111)設(shè)在A通孔(112)的四周，X通孔(111)用于與基座(13)的前端面(135)上設(shè)有的螺紋孔配合實(shí)現(xiàn)前蓋板(11)與基座(13)的前端面(135)的安裝；后蓋板(12)上設(shè)有A沉頭孔(121)、B沉頭孔(122)、C通孔(123)和B通孔(124)，A沉頭孔(121)設(shè)計(jì)在后蓋板(12)的邊緣，B沉頭孔(122)設(shè)計(jì)在后蓋板(12)的中間部位；A沉頭孔(121)用于與基座(13)的后端面(132)上設(shè)有的A螺紋孔(133)配合實(shí)現(xiàn)后蓋板(12)安裝在基座(13)的后端面(132)上；B沉頭孔(122)用于與壓力傳感器(41)上的I通孔(412)配合，然后通過螺釘實(shí)現(xiàn)將壓力傳感器(41)安裝在后蓋板(12)上；C通孔(123)用于B振動(dòng)激勵(lì)源(27)和A振動(dòng)激勵(lì)源(26)的電源線穿過；B通孔(124)用于壓力傳感器(41)的信號(hào)線和電源線穿過；基座(13)的外部為八邊形，基座(13)的內(nèi)部為帶有切口(134)的圓筒結(jié)構(gòu)，基座(13)的外部設(shè)有連接端(131)，該連接端(131)安裝在機(jī)床的四方刀架上，本發(fā)明的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置通過連接端(131)實(shí)現(xiàn)與機(jī)床的連接；基座(13)的后端面(132)上均勻設(shè)有A螺紋孔(133)，該A螺紋孔(133)與A沉頭孔(121)配合，然后通過螺釘實(shí)現(xiàn)將后蓋板(12)安裝在基座(13)上；切口(134)內(nèi)卡合有A壓蓋(43)的凸塊(434)；變幅桿(21)為階梯形變幅桿，變幅桿(21)的輸出端(21a)上設(shè)有圓孔(216)、長(zhǎng)槽(212)、A凹槽(213)、B凹槽(215)和H通孔(214)；圓孔(216)、長(zhǎng)槽(212)沿縱向中心線開設(shè)，A凹槽(213)、B凹槽(215)對(duì)稱設(shè)在輸出端(21a)的圓面上，A凹槽(213)與B凹槽(215)之間設(shè)有H通孔(214)，A凹槽(213)、B凹槽(215)與長(zhǎng)槽(212)平行，H通孔(214)與長(zhǎng)槽(212)垂直；圓孔(216)內(nèi)放置有刀具(5)，對(duì)刀具(5)的夾緊采用B螺釘(251)穿過H通孔(214)后連接上螺母(252)實(shí)現(xiàn)；B螺釘(251)的端部置于B凹槽(215)內(nèi)，螺母(252)置于A凹槽(213)內(nèi)；A圓柱(22)的中心設(shè)有E通孔(221)；B圓柱(23)的中心設(shè)有D通孔(231)；長(zhǎng)螺釘(24)的螺紋端(241)順次穿過D通孔(231)、F通孔(26)1、E通孔(221)、G通孔(271)后連接在B螺紋孔(211)上；夾緊件(25)包括有B螺釘(251)和螺母(252)，B螺釘(251)與螺母(252)的配合使得長(zhǎng)槽(212)的縫隙減小，從而達(dá)到夾緊刀具(5)的目的；A振動(dòng)激勵(lì)源(26)的中心有F通孔(261)；B振動(dòng)激勵(lì)源(27)的中心有G通孔(271)；刀套(31)為中空?qǐng)A柱結(jié)構(gòu)，刀套(31)的中心設(shè)有中心通孔(316)，刀套(31)的圓柱體(317)上均勻設(shè)有多個(gè)C沉頭孔(312)，刀套(31的前端面(315)的內(nèi)環(huán)上開有C凹槽(311)，刀套(31)的后端面(313)上均勻設(shè)有C螺紋孔(314)；中心通孔(316)用于放置振動(dòng)組件(2)，且通過螺釘穿過C沉頭孔(312)頂緊在B圓柱(23)、變幅桿(2)1上實(shí)現(xiàn)振動(dòng)組件(2)與刀套(31)的安裝；C凹槽(311)內(nèi)安裝有密封圈(32)；在振動(dòng)組件(2)置于中心通孔(316)內(nèi)后，振動(dòng)組件(2)的變幅桿(21)的輸出端(21a)伸出中心通孔(316)后用密封圈(32)實(shí)現(xiàn)定位和密封裝配；C螺紋孔(314)與壓力組件(4)中的A壓蓋(43)上的Y通孔(431)配合，通過螺釘實(shí)現(xiàn)A壓蓋(43)安裝在刀套(31)的后端面(313)上；A壓蓋(43)的中心設(shè)有D螺紋孔(432)，該D螺紋孔(432)內(nèi)安裝有彈簧心軸(44)的螺紋端(441)；A壓蓋(43)上均勻設(shè)有四個(gè)Y通孔(431)，該Y通孔(431)與C螺紋孔(314)的配合實(shí)現(xiàn)A壓蓋(43)安裝在刀套(31)的后端面(313)上；A壓蓋(43)的環(huán)體(433)上設(shè)有凸塊(434)，該凸塊(434)卡合在基座(13)的切口(134)中，該凸塊(434)能夠?qū)崿F(xiàn)A壓蓋(43)與基座(13)的定位；B壓蓋(45)的一端設(shè)有A凸臺(tái)(452)，該A凸臺(tái)(452)用于套接彈簧(42)的一端；B壓蓋(45)的另一端設(shè)有A凹腔(451)，該A凹腔(451)用于放置壓力傳感器(41)的B凸臺(tái)(413)；壓力傳感器(41)通過I通孔(412)與B沉頭孔(122)的配合實(shí)現(xiàn)壓力傳感器(41)安裝在后蓋板(12)上；壓力傳感器(41)的B凹腔(411)用于放置B壓蓋(45)，且壓力傳感器(41)的B凸臺(tái)(413)與A凹腔(451)配合，B壓蓋(45)的A凸臺(tái)(452)上套接彈簧(42)的一端，彈簧心軸(44)穿過彈簧(42)后螺紋連接在A壓蓋(43)上，彈簧(42)的另一端與A壓蓋(43)接觸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝 置，其特征在于A振動(dòng)激勵(lì)源(26)和B振動(dòng)激勵(lì)源(27)產(chǎn)生相互垂直的兩路高 頻振動(dòng)使刀具(5)的刀尖處合成一個(gè)橢圓振動(dòng)，工作頻率范圍為15^fe 25Wfe。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝 置，其特征在于B振動(dòng)激勵(lì)源(27)和A振動(dòng)激勵(lì)源(26)能夠分別提供給變幅桿 (21)的功率為30『~100『。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝 置，其特征在于B振動(dòng)激勵(lì)源(27)選用型號(hào)PZT-8壓電陶瓷圓環(huán)片，A振動(dòng)激 勵(lì)源(26)選用型號(hào)PZT-8壓電陶瓷半圓環(huán)片，其外徑都為45mw ，內(nèi)徑15mw ， ，貞5倂附。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器的超聲橢圓振動(dòng)擠壓加工裝置，其包括有殼體組件、振動(dòng)組件、滑動(dòng)組件和壓力組件，滑動(dòng)組件套接在振動(dòng)組件的外圓面，壓力組件安裝在振動(dòng)組件的尾部，裝配好的振動(dòng)組件、滑動(dòng)組件和壓力組件置于殼體組件內(nèi)。本發(fā)明的超聲橢圓振動(dòng)擠壓裝置是結(jié)合柔性擠壓要求與朗之萬換能器原理進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。當(dāng)采用該裝置進(jìn)行擠壓加工時(shí)，其雙激勵(lì)縱彎?rùn)E圓換能器能驅(qū)動(dòng)刀具不停地做縱彎?rùn)E圓振動(dòng)，該橢圓振動(dòng)的軌跡與工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡相切，回轉(zhuǎn)方向相反。當(dāng)該橢圓振動(dòng)的回轉(zhuǎn)速度與工件的回轉(zhuǎn)速度大小相等或近似相等時(shí)，刀具相當(dāng)于在工件表面作純滾動(dòng)，刀具與加工表面間的相對(duì)滑動(dòng)將不復(fù)存在，這樣就有效地避免了刀具因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦而導(dǎo)致的機(jī)械磨損，達(dá)到了延長(zhǎng)刀具壽命的目的。
文檔編號(hào)B23B25/00GK101633048SQ20091009112
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者呂維迪, 張德遠(yuǎn), 威 秦, 野 袁 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)