專利名稱：數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置。
背景技術：
目前，己有的超聲波金屬表面加工裝置主要由超聲波發(fā)生器和超聲加工裝置構成，兩者 之間通過電纜線相接，超聲波發(fā)生器為現(xiàn)有技術，如中國專利CN1690231公開的《超聲波 金屬表面加工裝置》，該超聲波金屬表面加工裝置由超聲波發(fā)生器和超聲加工裝置構成，兩者 之間通過電纜線相接，超聲波發(fā)生器為現(xiàn)有技術，而超聲加工裝置則是由外殼、壓力檢測裝 置、壓力顯示器、壓塊、彈簧、壓電陶瓷換能器、半波長復合變幅桿、工具頭和風機構成， 在外殼上除設置有壓力檢測裝置及壓力顯示器外，還設置有一端與壓力檢測裝置相接，另一 端與壓塊相接的彈簧，壓電陶瓷換能器設置在外殼之中并與半波長復合變幅桿的一端用螺栓 緊密連接，半波長復合變幅桿的輸出端通過螺栓與工具頭緊密連接，外殼的另一端設置有散 熱風機。利用該裝置對金屬表面進行加工可以快速有效的降低加工成本，簡化生產工藝，提 高生產效率。
超聲波金屬表面加工裝置已應用于普通臥式車床、立式車床等普通設備，由于超聲波金 屬表面加工裝置為機電一體化產品范疇，在應用于數(shù)控設備中要解決電路、油路以及多套裝 置轉換的自動化控制等問題，目前產品對于這些問題沒有有效的解決方式，影響了自動化控 制。

實用新型內容
本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種具有結構簡單，使用方便，可有效 降低生產成本，提高多套設備轉換效率和自動化程度，進而提高生產效率等優(yōu)點的數(shù)控車床 用超聲波金屬表面加工裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案
一種數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，它包括與數(shù)控車床連接的中拖板，在中拖板 一端設有第一刀架；在中拖板的另一端設有第二刀架；第二刀架與中拖板間設有滑動裝置， 滑動裝置通過傳動機構與第一電機連接；第二刀架還與第二電機連接，同時在第二刀架上設 有外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置，兩者上分別裝有超聲波刀具頭；兩變幅桿裝置分別與 第二刀架的供電裝置電連接，該供電裝置通過電纜線與外部電源連接。
所述第二刀架結構為，它包括刀架體，刀架體上端安裝護蓋，下端設有下刀座，在刀架 體內設有縱向貫穿的中間軸，中間軸上端與護蓋內的固定柱連接，中間軸下端與下刀座連接； 在固定柱周邊為供電裝置，供電裝置與發(fā)訊盤和發(fā)訊支座連接，發(fā)訊支座與壓套連接，壓套 則與護蓋和刀架體連接；同時在刀架體內部中間軸的周邊則設有相配合的螺桿，螺桿外部設 有離合裝置，離合裝置下部側面是夾緊輪，夾緊輪下部側面為外齒圈；在下刀座內安裝刀架 傳動裝置，刀架傳動裝置與螺桿連接，同時刀架傳動裝置還與第二電機連接。
所述滑動裝置包括上滑塊、螺母和絲杠，螺母與絲杠連接，絲杠與傳動機構連接，螺母 與上滑塊連接，第二刀架安裝在上滑塊上。
所述供電裝置包括外絕緣蓋和內絕緣蓋；在內絕緣蓋內側設有內絕緣盤，內絕緣盤內側 設有內導電；在外絕緣蓋下部設有多層交錯排列的外絕緣盤和外導電，最后一層外絕緣盤與 外導電護罩連接；各個內導電與各個外導電為一一對應，每對相對應的內導電與外導電分別 與外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置電連接。
所述外齒圈還與刀架體連接，夾緊輪內側與螺桿螺紋連接，夾緊輪下端通過齒形結構分 別與外齒圈和下刀座嚙合，夾緊輪內部對稱裝有兩組離合裝置。
所述離合裝置包括離合盤、離合銷、反靠銷、反靠盤以及彈簧；反靠盤下端與下刀座連 接，反靠盤上端與反靠銷連接，反靠銷與離合銷間通過彈簧連接，離合銷上端與離合盤配合，在反靠盤和離合盤上分別開有兩個對稱的定位槽，離合盤與螺桿連接，離合盤上端通過推力 軸承與密封套下端連接，密封套上端通過推力軸承與止退圈連接，同時密封套還與中間軸連 接，止退圈上部則與大鎖緊螺母連接。
所述刀架傳動裝置包括蝸桿和蝸輪，其中，蝸桿通過聯(lián)軸器與第二電機連接，蝸桿另一 端與蝸輪嚙合，蝸輪下端通過推力軸承與中間軸連接，蝸輪上端通過鍵與螺桿連接。
所述外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置分別為外圓變幅桿和圓角變幅桿，其中外圓變幅 桿和圓角變幅桿外部分別設有一個錐套，外圓變幅桿和圓角變幅桿通過各自相應的壓緊法蘭 將自身以及錐套與彈片連接，彈片則與刀架體連接，外圓變幅桿和圓角變幅桿后部均與換能 器連接，兩個換能器與供電裝置中的內導電和外導電連接。圓角變幅桿和外圓變幅桿外端上 均安裝有超聲波加工刀具頭，該刀具頭為現(xiàn)有技術。
所述傳動結構為一組相互嚙合的錐齒輪組。
數(shù)控車床自動化程度高、加工效率均比較高，但加工的工件表面粗糙度不夠，滿足不了 多數(shù)用戶的生產要求，超聲波加工刀具的主要優(yōu)勢是加工后的工件表面粗糙度較低。利用數(shù) 控車床車削后的尺寸精度較好，在此基礎上，通過增設兩把超聲波加工刀具可對工件不同表
面的粗糙度進一步改善，并同時提高金屬表面的顯微硬度和耐磨性，消除表面微觀缺陷，提 高疲勞強度，而且實現(xiàn)一次裝夾完成車削和超聲波加工兩種功能，車削和超聲波加工均實現(xiàn) 自動化控制，提高了加工效率、節(jié)約加工成本。
本實用新型的第二刀架利用下刀座通過螺釘與上滑塊連接，螺母與絲杠螺紋連接，絲杠 與傳動機構連接，傳動機構另一端與第一電機連接，這樣通過第一電機的轉動，利用傳動機 構實現(xiàn)上滑塊的直線進給運動，第一刀架和第二刀架均可自動旋轉換刀，第一刀架上裝有車 刀，完成車削功能，第二刀架上設置有加工圓弧面和外圓面的超聲波加工裝置，以對外圓面
及帶有R弧和曲面的零件表面進行超聲波表面加工。
第二刀架的旋轉換刀過程為第二刀架的中間軸通過螺釘與下刀座連接，密封套通過緊
定螺釘與中間軸連接；第二電機通過聯(lián)軸器與蝸桿連接，蝸桿另一端與蝸輪嚙合，蝸輪下端 通過推力軸承與中間軸連接，上端通過鍵與螺桿連接，螺桿通過銷與離合盤連接，離合盤的 上端通過推力軸承與密封套的下端連接，密封套的上端通過推力軸承與止退圈連接，大鎖緊 螺母與中間軸螺紋連接，并將止退圈、密封套、離合盤、螺桿和蝸輪等件壓緊，這些件與中 間軸在軸向方向相對固定；外齒圈通過螺釘與刀架體連接，外齒圈通過銷與夾緊輪連接，夾 緊輪內側與螺桿螺紋連接，夾緊輪下端通過齒形結構分別與外齒圈和下刀座嚙合，夾緊輪內 部對稱裝有兩組離合裝置，其中包括離合銷、反靠銷以及彈簧；反靠盤通過螺釘與下刀座連 接，反靠盤上端與反靠銷連接，在反靠盤和離合盤上分別開有兩個對稱的定位槽。在工作時， 第二電機帶動蝸桿轉動，蝸輪作相應的旋轉，蝸輪通過鍵帶動螺桿轉動，螺桿通過螺紋結構 帶動夾緊輪作直線向上運動，當夾緊輪與下刀座嚙合的齒形結構脫開時，離合盤在離合銷與 彈簧的作用下帶動夾緊輪轉動，夾緊輪通過銷帶動外齒圈轉動，外齒圈帶動刀架體轉動，當 轉到相應的位置時，第二電機在程序指令的控制下作反向旋轉，此時，離合銷與離合盤作相 對滑動，并壓縮彈簧，使反靠銷通過反靠盤上的定位槽定位，這時，夾緊輪作直線向下運動， 并將外齒圈和刀架體壓緊，電機停止轉動，這就是第二刀架部分轉動換刀的全過程。第二刀 架上分別安裝的外圓變幅桿和圓角變幅桿則通過各自連接的換能器與第二刀架中的供電裝置 電連接，實現(xiàn)超聲波加工。實現(xiàn)超聲波表面加工還應有與變幅桿相連接的刀頭，關于刀頭的 專利請參考專利中國專利文獻公開號CN200946158公開了一種《滾珠式刀頭》和中國專 利CN1690231公開的《超聲波金屬表面加工裝置》。 本實用新型的有益效果是
1、 車刀和超聲波加工部分均可實現(xiàn)自動換刀，效率高；
2、 無污染；
3、 一次裝夾可完成車削和超聲波表面加工，加工精度高；同時提高金屬表面的顯微硬度4、 和耐磨性，消除表面微觀缺陷，提高疲勞強度。
5、 降低了工人的勞動強度。
6、 能夠完成外圓面及帶有R弧等復雜型面零件表面的超聲波表面加工，解決了在普通車 床上無法加工圓弧等復雜型面的難題。


圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為圖1的俯視圖； 圖3為第二刀架的結構示意圖； 圖4為第二刀架與刀具的連接結構示意圖。
其中，l.第一刀架，2.中拖板，3.第二電機，4.傳動機構，5.第一電機，6.外圓變幅桿，7. 圓角變幅桿，8.第二刀架，801.護蓋，802.外絕緣蓋，803.外絕緣盤，804.外導電，805.外導電 罩，806.發(fā)訊支座,807.密封套，808.離合銷，809.夾緊輪,810.外齒圈，811.下刀座，812. 蝸桿，813.中間軸，814.螺桿，815.蝸輪，816.反靠盤，817.反靠銷，818.刀架體，819.止退圈， 820.大鎖緊螺母，821.壓套，822.內導電，823.內絕緣盤，824.內絕緣蓋，825.固定柱，826. 離合盤，827.發(fā)訊盤，828.定位槽，829.油路，9.上滑塊，IO.螺母，ll.絲杠，12.錐套，13.壓 緊法蘭，14.彈片，15.換能器。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1、圖2中，數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，它包括與數(shù)控車床的大拖板相連 接的中拖板2，在中拖板2—端設有第一刀架1;在中拖板2的另一端設有第二刀架8;第二 刀架8與中拖板2間設有滑動裝置，滑動裝置通過傳動機構4與第一電機5連接；第二刀架 8還與第二電機3連接，同時在第二刀架8上設有外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置，外圓 變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置分別為外圓變幅桿6和圓角變幅桿7，如圖4所示，外圓變幅 桿6和圓角變幅桿7外部均設有錐套12，并通過各自的壓緊法蘭13將錐套12和自身與相應 的彈片14連接，彈片14則通過螺釘與刀架體818連接。外圓變幅桿6和圓角變幅桿7還分 別與相應的換能器15連接，各換能器15與第二刀架8中的供電裝置電連接。外圓變幅桿6 和圓角變幅桿7的外端則安裝超聲波刀具頭?；瑒友b置包括上滑塊9、螺母10和絲杠11，上 滑塊9與下刀座811連接，上滑塊9還與絲杠11螺紋連接，絲杠11則與傳動機構4連接。 傳動機構4為一組相互嚙合的錐齒輪組。
圖3中，第二刀架8結構為，它包括刀架體818，刀架體818上端安裝護蓋801，下端設 有下刀座811，在刀架體818內設有縱向貫穿的中間軸813，中間軸813上端與護蓋801內的 固定柱825連接，中間軸.813下端與下刀座811連接；在固定柱825周邊為供電裝置，供電 裝置與發(fā)訊支座806和發(fā)訊支座連接，發(fā)訊支座806與壓套821連接，壓套821則與護蓋801 和刀架體818連接；同時在刀架體818內部中間軸813的周邊則設有相配合的螺桿814，螺 桿814外部設有離合裝置，離合裝置下部側面是夾緊輪809,夾緊輪809下部側面為外齒圈 810;在下刀座811內安裝刀架傳動裝置，刀架傳動裝置與螺桿814連接。
供電裝置包括外絕緣蓋802和內絕緣蓋824，在內絕緣蓋824內側設有內絕緣盤823,內 絕緣盤823內側設有內導電822;外絕緣蓋802下部設有多層交錯排列的外絕緣盤803和外 導電804,最后一層外絕緣盤803與外導電罩805連接。各個內導電822與各個外導電804 為一一對應的，每對相對應的內導電822與外導電804分別與外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿 裝置的換能器15電連接。
外齒圈810還與刀架體818連接，夾緊輪809內側與螺桿814螺紋連接，夾緊輪809下 端通過齒形結構分別與外齒圈810和下刀座811嚙合，夾緊輪809內部對稱裝有兩組離合裝 置。
離合裝置包括離合盤826、離合銷808、反靠銷817、反靠 816以及彈簧；反靠盤816下端與下刀座811連接，反靠盤816上端與反靠銷817連接，反靠銷817與離合銷808間通 過彈簧連接，離合銷808上端與離合盤826配合，在反靠盤816和離合盤826上分別開有兩 個對稱的定位槽進行精確定位，離合盤826與螺桿814連接，離合盤826上端通過推力軸承 與密封套807下端連接，密封套807上端通過推力軸承與止退圈819連接，同時密封套807 還與中間軸813連接，止退圈819上部則與大鎖緊螺母820連接。
刀架傳動裝置包括蝸桿812和蝸輪815，其中，蝸桿812通過聯(lián)軸器與第二電機3連接， 蝸桿812另一端與蝸輪815嚙合，蝸輪815下端通過推力軸承與中間軸813連接，蝸輪815 上端通過鍵與螺桿814.連接。
在中間軸813內還設有油路829。
在使用時，程序控制第一刀架完成對零件的車削，然后再控制第二刀架完成對零件表面 的超聲波加工；當需要第二刀架8換刀時，第二電機3帶動蝸桿812轉動，蝸輪815作相應 的旋轉，蝸輪815通過鍵帶動螺桿814轉動，螺桿814通過螺紋結構帶動夾緊輪809作直線 向上運動，當夾緊輪809與下刀座811嚙合的齒形結構脫開時，離合盤826在離合銷808與 彈簧的作用下帶動夾緊輪809轉動，夾緊輪809通過銷帶動外齒圈810轉動，外齒圈810帶 動刀架體818轉動，當轉到相應的位置時，第二電機3在程序指令的控制下作反向旋轉，此 時，離合銷808與離合盤826作相對滑動，并壓縮彈簧，使反靠銷817通過反靠盤816上的 定位槽828定位，這時，夾緊輪809作直線向下運動，并將外齒圈810和刀架體818壓緊， 電機停止轉動。
權利要求1.一種數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，它包括與數(shù)控車床連接的中拖板，在中拖板一端設有第一刀架；其特征是，在中拖板的另一端設有第二刀架；第二刀架與中拖板間設有滑動裝置，滑動裝置通過傳動機構與第一電機連接；第二刀架還與第二電機連接，同時在第二刀架上設有外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置，兩者上分別裝有超聲波刀具頭；兩變幅桿裝置分別與第二刀架的供電裝置電連接，該供電裝置通過電纜線與外部電源連接。
2. 如權利要求1所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述第二刀架 結構為，它包括刀架體，刀架體上端安裝護蓋，下端設有下刀座，在刀架體內設有縱向貫穿 的中間軸，中間軸上端與護蓋內的固定柱連接，中間軸下端與下刀座連接；在固定柱周邊為 供電裝置，供電裝置與發(fā)訊盤和發(fā)訊支座連接，發(fā)訊支座與壓套連接，壓套則與護蓋和刀架 體連接；同時在刀架體內部中間軸的周邊則設有相配合的螺桿，螺桿外部設有離合裝置，離 合裝置下部側面是夾緊輪，夾緊輪下部側面為外齒圈；在下刀座內安裝刀架傳動裝置，刀架 傳動裝置與螺桿連接，同時刀架傳動裝置還與第二電機連接。
3. 如權利要求1所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述滑動裝置包括上滑塊、螺母和絲杠，螺母與絲杠連接，絲杠與傳動機構連接，螺母與上滑塊連接，第 二刀架安裝在上滑塊上。
4. 如權利要求1所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述供電裝置 包括外絕緣蓋和內絕緣蓋；在內絕緣蓋內側設有內絕緣盤，內絕緣盤內側設有內導電；在外 絕緣蓋下部設有多層交錯排列的外絕緣盤和外導電，最后一層外絕緣盤與外導電護罩連接； 各個內導電與各個外導電為一一對應，每對相對應的內導電與外導電分別與外圓變幅桿裝置 和圓角變幅桿裝置電連接。
5. 如權利要求1所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述外齒圈還 與刀架體連接，夾緊輪內側與螺桿螺紋連接，夾緊輪下端通過齒形結構分別與外齒圈和下刀 座嚙合，夾緊輪內部對稱裝有兩組離合裝置。
6. 如權利要求1或5所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述離合 裝置包括離合盤、離合銷、反靠銷、反靠盤以及彈簧；反靠盤下端與下刀座連接，反靠盤上 端與反靠銷連接，反靠銷與離合銷間通過彈簧連接，離合銷上端與離合盤配合，在反靠盤和 離合盤上分別開有兩個對稱的定位槽，離合盤與螺桿連接，離合盤上端通過推力軸承與密封 套下端連接，密封套上端通過推力軸承與止退圈連接，同時密封套還與中間軸連接，止退圈 上部則與大鎖緊螺母連接。
7. 如權利要求2所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述刀架傳動 裝置包括蝸桿和蝸輪，其中，蝸桿通過聯(lián)軸器與第二電機連接，蝸桿另一端與蝸輪嚙合，蝸 輪下端通過推力軸承與中間軸連接，蝸輪上端通過鍵與螺桿連接。
8. 如權利要求1或2或4所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述 外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置分別為外圓變幅桿和圓角變幅桿，其中外圓變幅桿和圓角 變幅桿外部分別設有一個錐套，外圓變幅桿和圓角變幅桿通過各自相應的壓緊法蘭將自身以 及錐套與彈片連接，彈片則與刀架體連接，外圓變幅桿和圓角變幅桿后部均與換能器連接， 兩個換能器與供電裝置中的內導電和外導電連接，外圓變幅桿和圓角變幅桿的外端分別裝有 超聲波刀具頭。
9. 如權利要求1或3所述的數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置，其特征是，所述傳動 結構為一組相互嚙合的錐齒輪組。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置。它具有結構簡單，使用方便，可有效降低生產成本，提高生產效率等優(yōu)點。其結構為它包括與數(shù)控車床連接的中拖板，在中拖板一端設有第一刀架；在中拖板的另一端設有第二刀架；第二刀架與中拖板間設有滑動裝置，滑動裝置通過傳動機構與第一電機連接；第二刀架還與第二電機連接，同時在第二刀架上設有外圓變幅桿裝置和圓角變幅桿裝置，兩者上分別裝有超聲波刀具頭；兩變幅桿裝置分別與第二刀架的供電裝置電連接，該供電裝置通過電纜線與外部電源連接。
文檔編號B23B21/00GK201357231SQ20092002298
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權日2009年3月12日
發(fā)明者李超群, 滑茹冰, 鞠遠明 申請人:山東華云機電科技有限公司