一種細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法及裝置制造方法
【專利摘要】一種細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法及裝置，該方法是使至少兩個(gè)超聲波刀具同時(shí)與細(xì)長(zhǎng)軸接觸，以各個(gè)超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，或者以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸表面進(jìn)行超聲波加工；該裝置包括支架、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣液滑環(huán)和超聲波刀具，轉(zhuǎn)軸安裝在支架的中心孔中，并與設(shè)置在支架上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，氣液滑環(huán)的外側(cè)均勻固定分布有至少兩個(gè)超聲波刀具。本發(fā)明采用多個(gè)刀具同時(shí)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸外表面進(jìn)行超聲波加工，對(duì)工件不產(chǎn)生徑向外力，保證了超聲波加工的質(zhì)量，保證了加工后的工件的形狀公差，大幅提高了加工效率。
【專利說明】一種細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于提高細(xì)長(zhǎng)軸表面質(zhì)量和降低細(xì)長(zhǎng)軸表面粗糙度值的加工方法及裝置，屬于細(xì)長(zhǎng)軸加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]細(xì)長(zhǎng)軸工件的長(zhǎng)度與直徑之比大于20?25倍(L/d>20?25)，由于細(xì)長(zhǎng)軸本身剛性差(L/d值愈大，剛性愈差)，對(duì)其外表面的加工通常是車削或磨削，通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式，細(xì)長(zhǎng)軸工件轉(zhuǎn)動(dòng)，車刀直線進(jìn)給，進(jìn)行車削過程中受切削力、自重和旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用，會(huì)產(chǎn)生彎曲、振動(dòng)，嚴(yán)重影響其圓柱度和表面粗糙度，受熱伸長(zhǎng)產(chǎn)生彎曲變形，力口工很難進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使工件在頂尖間卡住。因此，車細(xì)長(zhǎng)軸一般要使用中心架支承、用過渡套筒支承或使用跟刀架支承。對(duì)于表面粗糙度要求較高的細(xì)長(zhǎng)軸工件還要進(jìn)行磨削、拋光等。超聲波已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬工件表面加工，以降低工件表面的粗糙度值，提高加工精度。因此，細(xì)長(zhǎng)軸工件表面的超聲波加工也是降低其表面的粗糙度值、提高加工精度的有效方法。
[0003]在車床上對(duì)軸類工件進(jìn)行超聲波加工的裝置已經(jīng)出現(xiàn)，如CN101503755B公開的《一種用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置》、CNlO1502881公開的《數(shù)控車床用超聲波金屬表面加工裝置》、CN102490089A《外圓面超聲波加工裝置》以及CN202072730U公開的《快進(jìn)式超聲波金屬表面加工裝置》。
[0004]上述能夠?qū)ν鈭A面進(jìn)行超聲波加工的裝置，只能對(duì)強(qiáng)度較高不易變形的軸類工件進(jìn)行超聲波加工，不能解決細(xì)長(zhǎng)軸工件加工過程中變形的問題，并且只具有一個(gè)超聲波刀頭，加工效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有細(xì)長(zhǎng)軸超聲波加工技術(shù)存在的問題，提供一種加工效率高、質(zhì)量高的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法，同時(shí)提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
[0006]本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法，是:
在細(xì)長(zhǎng)軸的外側(cè)沿圓周方向均勻布置至少兩個(gè)超聲波刀具，各個(gè)超聲波刀具同時(shí)與細(xì)長(zhǎng)軸接觸，各個(gè)超聲波刀具繞細(xì)長(zhǎng)軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使各個(gè)超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)(各個(gè)超聲波刀具移動(dòng)或細(xì)長(zhǎng)軸移動(dòng))，以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，或者以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸表面進(jìn)行超聲波加工；這樣在超聲波加工過程中細(xì)長(zhǎng)軸不產(chǎn)生徑向外力，不會(huì)產(chǎn)生徑向變形，保證了加工后的形狀公差(如直線度和圓度等)，從而保證了超聲波加工的質(zhì)量，采用多個(gè)超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行超聲波金屬表面加工，提高了加工效率。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述方法的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置，采用以下技術(shù)方案:
該裝置，該細(xì)長(zhǎng)軸表面加工裝置，包括支架、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣液滑環(huán)和超聲波刀具；支架中加工有一個(gè)安裝轉(zhuǎn)軸和氣液滑環(huán)的中心孔，轉(zhuǎn)軸安裝在支架的中心孔中，并與設(shè)置在支架上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸內(nèi)為通孔；氣液滑環(huán)設(shè)置在支架的中心孔中，并與轉(zhuǎn)軸固定連接，氣液滑環(huán)與支架的中心孔之間設(shè)置有冷卻液通路和氣路；氣液滑環(huán)的外側(cè)圓周上均勻固定分布有至少兩個(gè)超聲波刀具，氣液滑環(huán)上還設(shè)置有電滑環(huán)，電滑環(huán)與超聲波刀具電連接；每一個(gè)超聲波刀具上的工具頭均伸入氣液滑環(huán)內(nèi)；冷卻液通路與超聲波刀具上的冷卻液槽連通；氣路與超聲波刀具上的氣腔連通。
[0008]所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)，包括電機(jī)、小帶輪、皮帶和大帶輪，電機(jī)安裝在支架上，小帶輪安裝在電機(jī)上，大帶輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，小帶輪和大帶輪之間設(shè)置皮帶。
[0009]所述超聲波刀具包括外殼、滑套和滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)，滑套安裝在外殼內(nèi)，滑套伸出外殼的一端安裝有工具頭，滑套在外殼內(nèi)的一端與外殼底部形成氣腔，該氣腔與氣液滑環(huán)上的氣路連通，滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)置在外殼底部，滑套外側(cè)設(shè)置有冷卻液槽，該冷卻液槽與氣液滑環(huán)上的冷卻液通路連通，滑套的內(nèi)孔中安裝有與工具頭接觸的變幅桿，變幅桿與換能器連接，換能器與電滑環(huán)電連接。
[0010]所述超聲波刀具中的滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括頂桿、端蓋和彈簧，頂桿通過端蓋安裝在外殼內(nèi)，一端頂在滑套上，另一端伸出外殼，端蓋固定在外殼上，頂桿在外殼外側(cè)的部分與端蓋之間設(shè)置有彈簧。
[0011]上述細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置的應(yīng)用模式如下所述:
在車床上應(yīng)用時(shí)，通過支架固定連接在車床的滑板上，并使車床主軸的中心線與氣液滑環(huán)的中心線找正重合，整個(gè)裝置通過滑板實(shí)現(xiàn)縱向和橫向移動(dòng)；細(xì)長(zhǎng)軸工件裝夾在車床的主軸上，使細(xì)長(zhǎng)軸工件伸入氣液滑環(huán)內(nèi)，細(xì)長(zhǎng)軸在車床主軸帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)和各個(gè)超聲波刀具一起繞細(xì)長(zhǎng)軸軸線(也就是車床主軸的中心線)轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與各個(gè)超聲波刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；通過氣路使高壓氣同時(shí)進(jìn)入各個(gè)超聲波刀具的氣腔，推動(dòng)各個(gè)超聲波刀具上的滑套和滑套上的工具頭同時(shí)與工件接觸，通過冷卻液通路為滑套和工具頭供給冷卻液，通過電滑環(huán)為超聲波刀具中的換能器供電，這樣各個(gè)超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件表面進(jìn)行超聲波加工；當(dāng)加工完畢，氣腔內(nèi)的高壓氣撤離，各個(gè)超聲波刀具中的滑套和滑套上的工具頭同時(shí)回位。
[0012]上述裝置在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸(趨于無限長(zhǎng))時(shí)，通過支架固定在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸的專用設(shè)備上，整個(gè)裝置固定不作移動(dòng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)和各個(gè)超聲波刀具一起繞細(xì)長(zhǎng)軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以各個(gè)超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸移動(dòng)的方式，完成對(duì)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸表面的超聲波加工。
[0013]本發(fā)明改變了現(xiàn)有細(xì)長(zhǎng)軸外表面的加工方式，各個(gè)超聲波刀具沿細(xì)長(zhǎng)軸圓周方向均布，采用多個(gè)刀具同時(shí)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸外表面進(jìn)行超聲波加工，對(duì)工件不產(chǎn)生徑向外力，保證了加工后的工件的形狀公差(如直線度和圓度等)，從而保證了超聲波加工的質(zhì)量；采用多把超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行超聲波加工，大大提高了加工效率；將氣、液、電通過滑環(huán)的方式提供，滿足了超聲波刀具在工作時(shí)需要的供電、冷卻和加壓要求，操作簡(jiǎn)單可靠，加工效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明細(xì)長(zhǎng)軸表面加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖2是本發(fā)明中超聲波刀具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是圖1的右視圖。
[0017]圖中:1、電機(jī)，2、調(diào)節(jié)螺栓，3、固定板，4、小帶輪，5、皮帶，6、支架，7、大帶輪，8、軸承，9、轉(zhuǎn)軸，10、導(dǎo)向套，11、鎖緊螺母，12、密封圈，13、軸承壓蓋，14、冷卻液通路，15、氣路，16、氣液滑環(huán)，17、電滑環(huán)，18、固定套，19、超聲波刀具，20、冷卻液進(jìn)口，21、氣腔，22、高壓氣進(jìn)口，23、外殼，24、定位螺釘，25、后端蓋，26、彈簧，27、滑套，28、冷卻液槽，29、頂桿，30、工具頭，31、變幅桿，32、換能器，33、壓蓋，34、連接螺栓。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法，是在細(xì)長(zhǎng)軸的外側(cè)沿圓周方向均勻布置至少兩個(gè)超聲波刀具，各個(gè)超聲波刀具同時(shí)與細(xì)長(zhǎng)軸接觸，各個(gè)超聲波刀具繞細(xì)長(zhǎng)軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使各個(gè)超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)，以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，或者以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸表面進(jìn)行超聲波加工，當(dāng)細(xì)長(zhǎng)軸也需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，細(xì)長(zhǎng)軸的旋轉(zhuǎn)方向與超聲波刀具的旋轉(zhuǎn)方向相反。這樣在超聲波加工過程中細(xì)長(zhǎng)軸不產(chǎn)生徑向外力，不會(huì)產(chǎn)生徑向變形，保證了加工后的形狀公差，從而保證了超聲波加工的質(zhì)量，采用多把超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行超聲波金屬表面加工，提高了加工效率。
[0019]如圖1所示，實(shí)現(xiàn)上述方法的細(xì)長(zhǎng)軸表面加工裝置，主要包括支架6、轉(zhuǎn)軸9、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣液滑環(huán)16和超聲波刀具19。支架6中加工有一個(gè)安裝轉(zhuǎn)軸9和氣液滑環(huán)16的中心孔，轉(zhuǎn)軸9通過軸承8和另一個(gè)軸承安裝在支架6的中心孔中。轉(zhuǎn)軸9 一端的軸承8通過固定在支架6上的軸承壓蓋13實(shí)現(xiàn)軸向定位，轉(zhuǎn)軸9上在軸承8的外側(cè)設(shè)置有密封圈12，密封圈12通過安裝在轉(zhuǎn)軸9上的鎖緊螺母11壓緊。支架6上還設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸9連接的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，為皮帶傳動(dòng)，包括電機(jī)1、小帶輪4、皮帶5和大帶輪7，電機(jī)I安裝在支架6上，小帶輪4安裝在電機(jī)I上，大帶輪7安裝在轉(zhuǎn)軸9上，小帶輪4和大帶輪7之間設(shè)置皮帶5。為了調(diào)節(jié)皮帶5的松緊度，在支架6上設(shè)置有固定板3，固定板3上安裝調(diào)節(jié)螺栓2，調(diào)節(jié)螺栓2與電機(jī)I的安裝架連接，通過調(diào)節(jié)螺栓2使電機(jī)I移動(dòng)，改變小帶輪4與大帶輪7的間距，從而調(diào)節(jié)皮帶5的松緊度。
[0020]氣液滑環(huán)16設(shè)置在支架6的中心孔中，并與轉(zhuǎn)軸9的一端通過螺栓固定，轉(zhuǎn)軸9的內(nèi)孔中設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)向套10，以便為細(xì)長(zhǎng)軸工件導(dǎo)向，該導(dǎo)向套10與氣液滑環(huán)16固定在一起。氣液滑環(huán)16的外表面與支架6的中心孔之間設(shè)置有密封圈以及環(huán)形的冷卻液通路14和環(huán)形的氣路15。在支架6上與冷卻液通路14相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有冷卻液進(jìn)口 20，與氣路14相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有高壓氣進(jìn)口 22。冷卻液由冷卻液進(jìn)口 20進(jìn)入冷卻液通路14，高壓氣由高壓氣進(jìn)口 22進(jìn)入氣路14，這樣實(shí)現(xiàn)了氣液滑環(huán)16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，冷卻液和高壓氣的供給。氣液滑環(huán)16的外側(cè)端固定安裝有固定套18，轉(zhuǎn)軸9的內(nèi)孔、導(dǎo)向套10及固定套18的軸線重合。固定套18的外部沿圓周方向均勻分布有三個(gè)超聲波刀具19(超聲波刀具19至少設(shè)置兩個(gè)，圖1中以三個(gè)為例)，三把超聲波刀具可設(shè)置于同一平面內(nèi)，也可設(shè)置于不同平面內(nèi)；固定套18上在超聲波刀具外側(cè)設(shè)置有電滑環(huán)17，電滑環(huán)17與超聲波刀具電連接。固定套18上與每一個(gè)超聲波刀具對(duì)應(yīng)的位置均設(shè)置一個(gè)開口，以便使超聲波刀具上的刀頭能夠伸入固定套18內(nèi)。導(dǎo)向套10、氣液滑環(huán)16和固定套18也可以是一體結(jié)構(gòu)，分成三部分是考慮加工方便。冷卻液通路14與超聲波刀具上的冷卻液槽28 (參見圖2)連通；氣路15與超聲波刀具上的氣腔21 (參見圖2)連通。
[0021]如圖2所示，超聲波刀具19的結(jié)構(gòu)包括外殼23、滑套27和頂桿29，滑套27安裝在外殼23的內(nèi)孔中，滑套27的一端伸出外殼23, —端在外殼23的內(nèi)孔中，頂桿29通過端蓋25安裝在外殼23的內(nèi)孔中，一端頂在滑套27的一端，另一端伸出外殼23，端蓋25固定在外殼23上，頂桿29與端蓋25之間在外殼23內(nèi)形成氣腔21，該氣腔21與氣路15連通。頂桿29在外殼23外側(cè)的部分上設(shè)置有彈簧26，彈簧26 —端頂在端蓋25上，另一端頂在設(shè)置于頂桿29上的螺母上?；?7上設(shè)置有冷卻液槽28，該冷卻液槽28與冷卻液通路14連通?；?7的外側(cè)設(shè)有限位槽，設(shè)置在外殼23上的定位螺釘24處于該限位槽內(nèi)，以對(duì)滑套27在外殼23內(nèi)孔中的移動(dòng)距離進(jìn)行限位。滑套27伸出外殼23的一端通過壓蓋33安裝有工具頭30，滑套27的內(nèi)孔中安裝有與工具頭30接觸的變幅桿31，變幅桿31與換能器32連接，換能器與電滑環(huán)17電連接。高壓氣通過氣路15同時(shí)進(jìn)入三個(gè)超聲波刀具19的氣腔21，推動(dòng)頂桿29移動(dòng)，頂桿29帶動(dòng)滑套27及其上的工具頭30移動(dòng)，這樣三個(gè)超聲波刀具19上的工具頭30同時(shí)與工件表面接觸，進(jìn)行超聲波加工，當(dāng)加工完畢，氣腔21內(nèi)的高壓氣撤離，在彈簧26的作用下，頂桿29回位，滑套27及工具頭30同時(shí)回位。高壓氣也可以由液壓油代替，液壓油由氣路15進(jìn)入氣腔21，推動(dòng)頂桿29移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲波刀具19上的工具頭30移動(dòng)。
[0022]如圖3所示，上述裝置在車床上應(yīng)用時(shí)，通過連接螺栓34固定連接在車床的滑板上，并使車床主軸中心線與固定套18的中心線找正重合，整個(gè)裝置隨滑板移動(dòng)進(jìn)給。細(xì)長(zhǎng)軸工件通過三爪卡盤裝夾在車床的主軸上，細(xì)長(zhǎng)軸裝夾在車床主軸上，在主軸帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與三個(gè)超聲波刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。整個(gè)裝置通過滑板移動(dòng)，使細(xì)長(zhǎng)軸工件伸入固定套18內(nèi)。啟動(dòng)電機(jī)1，通過帶傳動(dòng)(小帶輪4、大帶輪7和皮帶5組成)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸9同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)16、導(dǎo)向套10、固定套18和三個(gè)超聲波刀具一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過氣路15使高壓氣同時(shí)進(jìn)入三個(gè)超聲波刀具19的氣腔21，推動(dòng)三個(gè)超聲波刀具上的工具頭30同時(shí)與工件接觸，通過冷卻液通路14為滑套27和工具頭30供給冷卻液，通過電滑環(huán)17為超聲波刀具19中的換能器供電，這樣三個(gè)超聲波刀具19同時(shí)對(duì)工件表面進(jìn)行超聲波加工。當(dāng)加工完畢，氣腔21內(nèi)的高壓氣撤離，在彈簧26的作用下，三個(gè)超聲波刀具同時(shí)回位。
[0023]上述裝置在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸(趨于無限長(zhǎng))時(shí)，通過支架6和連接螺栓34固定在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸的專用設(shè)備上(該專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明無關(guān)，這里不做介紹，其功能就是裝夾超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸并使其移動(dòng))，整個(gè)裝置固定不作移動(dòng)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸9同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)16和三個(gè)超聲波刀具一起繞細(xì)長(zhǎng)軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。以三個(gè)超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸移動(dòng)的方式，完成對(duì)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸表面的超聲波加工。
[0024]上述細(xì)長(zhǎng)軸表面加工裝置具有以下特點(diǎn):
1、采用多把超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行超聲波加工，可大大提高加工效率；
2、采用工件不轉(zhuǎn)動(dòng)，超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，可以對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸類零件進(jìn)行超聲波金屬表面加工，同時(shí)采用三把刀具沿圓周方向均布方式，對(duì)工件不產(chǎn)生外力，保證了加工后的工件的形狀公差，如直線度和圓度等，從而保證了超聲波金屬表面加工的質(zhì)量； 3、該裝置將氣、液、電通過滑環(huán)的方式，實(shí)現(xiàn)了超聲波刀具在工作時(shí)需要的供電、冷卻和加壓。
【權(quán)利要求】
1.一種細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工方法，其特征是: 在細(xì)長(zhǎng)軸的外側(cè)沿圓周方向均勻布置至少兩個(gè)超聲波刀具，各個(gè)超聲波刀具同時(shí)與細(xì)長(zhǎng)軸接觸，各個(gè)超聲波刀具繞細(xì)長(zhǎng)軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使各個(gè)超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)(各個(gè)超聲波刀具移動(dòng)或細(xì)長(zhǎng)軸移動(dòng))，以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，或者以超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)、細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)以及超聲波刀具與細(xì)長(zhǎng)軸相對(duì)移動(dòng)的方式，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸表面進(jìn)行超聲波加工；這樣在超聲波加工過程中細(xì)長(zhǎng)軸不產(chǎn)生徑向外力，不會(huì)產(chǎn)生徑向變形，保證了加工后的形狀公差，從而保證了超聲波加工的質(zhì)量，采用多個(gè)超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行超聲波金屬表面加工，提高了加工效率。
2.—種細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置，包括支架、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣液滑環(huán)和超聲波刀具；其特征是:支架中加工有一個(gè)安裝轉(zhuǎn)軸和氣液滑環(huán)的中心孔，轉(zhuǎn)軸安裝在支架的中心孔中，并與設(shè)置在支架上的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸內(nèi)為通孔；氣液滑環(huán)設(shè)置在支架的中心孔中，并與轉(zhuǎn)軸固定連接，氣液滑環(huán)與支架的中心孔之間設(shè)置有冷卻液通路和氣路；氣液滑環(huán)的外側(cè)圓周上均勻固定分布有至少兩個(gè)超聲波刀具，氣液滑環(huán)上還設(shè)置有電滑環(huán)，電滑環(huán)與超聲波刀具電連接；每一個(gè)超聲波刀具上的工具頭均伸入氣液滑環(huán)內(nèi)；冷卻液通路與超聲波刀具上的冷卻液槽連通；氣路與超聲波刀具上的氣腔連通。
3.—種權(quán)利要求2所述細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置的應(yīng)用模式，其特征是: 在車床上應(yīng)用時(shí)，通過支架固定連接在車床的滑板上，并使車床主軸的中心線與氣液滑環(huán)的中心線找正重合，整個(gè)裝置通過滑板實(shí)現(xiàn)縱向和橫向移動(dòng)；細(xì)長(zhǎng)軸工件裝夾在車床的主軸上，使細(xì)長(zhǎng)軸工件伸入氣液滑環(huán)內(nèi)，細(xì)長(zhǎng)軸在車床主軸帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)和各個(gè)超聲波刀具一起繞細(xì)長(zhǎng)軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)長(zhǎng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與各個(gè)超聲波刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；通過氣路使高壓氣同時(shí)進(jìn)入各個(gè)超聲波刀具的氣腔，推動(dòng)各個(gè) 超聲波刀具上的滑套和滑套上的工具頭同時(shí)與工件接觸，通過冷卻液通路為滑套和工具頭供給冷卻液，通過電滑環(huán)為超聲波刀具中的換能器供電，這樣各個(gè)超聲波刀具同時(shí)對(duì)工件表面進(jìn)行超聲波加工；當(dāng)加工完畢，氣腔內(nèi)的高壓氣撤離，各個(gè)超聲波刀具中的滑套和滑套上的工具頭同時(shí)回位； 在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，通過支架固定在加工超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸的專用設(shè)備上，整個(gè)裝置固定不作移動(dòng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸同時(shí)帶動(dòng)氣液滑環(huán)和各個(gè)超聲波刀具一起繞細(xì)長(zhǎng)軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，只作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以各個(gè)超聲波刀具轉(zhuǎn)動(dòng)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸移動(dòng)的方式，完成對(duì)超長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)軸表面的超聲波加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置，其特征是:所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)，包括電機(jī)、小帶輪、皮帶和大帶輪，電機(jī)安裝在支架上，小帶輪安裝在電機(jī)上，大帶輪安裝在轉(zhuǎn)軸上，小帶輪和大帶輪之間設(shè)置皮帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置，其特征是:所述超聲波刀具包括外殼、滑套和滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)，滑套安裝在外殼內(nèi)，滑套伸出外殼的一端安裝有工具頭，滑套在外殼內(nèi)的一端與外殼底部形成氣腔，該氣腔與氣液滑環(huán)上的氣路連通，滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)置在外殼底部，滑套外側(cè)設(shè)置有冷卻液槽，該冷卻液槽與氣液滑環(huán)上的冷卻液通路連通，滑套的內(nèi)孔中安裝有與工具頭接觸的變幅桿，變幅桿與換能器連接，換能器與電滑環(huán)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的細(xì)長(zhǎng)軸表面超聲波加工裝置，其特征是:所述滑套復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括頂桿、端蓋和彈簧，頂桿通過端蓋安裝在外殼內(nèi)，一端頂在滑套上，另一端伸出外殼，端蓋固定在外殼上， 頂桿在外殼外側(cè)的部分與端蓋之間設(shè)置有彈簧。
【文檔編號(hào)】B23B25/00GK103537882SQ201310550181
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】呂守堂, 張建平 申請(qǐng)人:山東華云機(jī)電科技有限公司