專利名稱：一種用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置。
背景技術(shù)：
目前，已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(gòu)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(shù)，如中國專利文獻公開號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(gòu) 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(shù)，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(fù)合變幅桿、工具頭和風(fēng) 機構(gòu)成，在外殼上除設(shè)置有壓力檢測裝置及壓力顯示器外，還設(shè)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(shè)置在外殼之中并與半波長復(fù)合變幅桿的一 端用螺栓緊密連接，半波長復(fù)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(shè)置有散熱風(fēng)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(chǎn) 工藝，提高生產(chǎn)效率。
超聲波金屬表面加工裝置目前主要應(yīng)用在車床上，將超聲波發(fā)生器和超聲加工裝置通過 大溜板安裝在普通臥式車床的導(dǎo)軌上，借助車床主軸對工件裝夾并帶動工件旋轉(zhuǎn)，超聲波加 工裝置在絲杠螺母副螺旋移動進給機構(gòu)的帶動下作直線進給運動。但是進給都是采用手動進 給，加工效率低，工人的勞動強度大，在普通車床上無法對圓弧等復(fù)雜型面進行超聲波加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有應(yīng)用在車床上的超聲波金屬表面加工裝置存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡 單、加工效率高的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置。
本發(fā)明的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置采用以下技術(shù)方案-
該用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置包括底座、中間導(dǎo)軌、上拖板和旋轉(zhuǎn)刀架，底座 的底面帶有燕尾槽，中間導(dǎo)軌通過縱向?qū)к壈惭b在底座的上面，卜.拖板通過橫向?qū)к壈惭b在 中間導(dǎo)軌上，上拖板內(nèi)安裝有中間軸，旋轉(zhuǎn)刀架安裝在中間軸上，旋轉(zhuǎn)刀架與上拖板之間裝 有接線盤和電刷板，接線盤和電刷板之間連接有電刷，中間導(dǎo)軌和上拖板上均安裝有絲杠進 給機構(gòu)，上拖板與旋轉(zhuǎn)刀架之間設(shè)有刀架自動換刀機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)刀架上安裝有車刀、圓角變幅 桿和外圓變幅桿，圓角變幅桿和外圓變幅桿各與一個換能器連接，換能器與電刷電連接，圓 角變幅桿和外圓變幅桿上均安裝有加工刀頭，與電刷連接的接線盤通過電纜線與超聲波發(fā)生 器連接。
旋轉(zhuǎn)刀架與電刷板之間和上拖板與接線盤之間均安裝有絕緣墊柱。
中間軸與旋轉(zhuǎn)刀架之間裝有密封套，旋轉(zhuǎn)刀架內(nèi)設(shè)有通往密封套的潤滑油路。 中間導(dǎo)軌上安裝的絲杠進給機構(gòu)由固定安裝在底座上的絲杠螺母、安裝在中間導(dǎo)軌上的
電機座以及安裝在電機座上的電機和絲桿組成，絲桿固定安裝在電機座上，絲桿的一端與電
機連接，絲桿與絲杠螺母螺紋連接。
上拖板上安裝的絲杠進給機構(gòu)與中間導(dǎo)軌上安裝的絲杠進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)一樣，其絲杠螺
母安裝在中間導(dǎo)軌上。
3上拖板與旋轉(zhuǎn)刀架之間的刀架自動換刀機構(gòu)采用蝸輪蝸桿機構(gòu)，由安裝在中間軸下部的 蝸輪、安裝在上拖板上的電機和蝸桿組成，蝸桿安裝在上拖板內(nèi)并與蝸輪嚙合，蝸桿的一端 與電機連接，蝸輪上帶有螺桿，與旋轉(zhuǎn)刀架形成螺旋移動機構(gòu)，另外，該機構(gòu)還包括在旋轉(zhuǎn) 刀架與上拖板之間設(shè)有定位裝置。
加工刀頭可以采用中國專利文獻公開號CN200946158公開的《滾珠式刀頭》。
工作時，通過接線盤接通電源給超聲波發(fā)生器供電，將底座燕尾通過壓板與車床大拖板 燕尾相連接，并用緊定螺釘固定。在電機的驅(qū)動下，中間導(dǎo)軌和上拖板分別在兩個方向運動， 從而可實現(xiàn)對外圓面及帶有R弧的零件表面進行超聲波表面加工。另外，在刀架轉(zhuǎn)動機構(gòu)的 帶動下可實現(xiàn)刀架自動旋轉(zhuǎn)換刀，分別完成車削、外圓面超聲波加工和圓弧面超聲波加工。
本發(fā)明能夠具有自動換刀結(jié)構(gòu)，效率高， 一次裝夾能夠完成車削、外圓面超聲波加工和 圓弧面超聲波加工，加工精度高，降低了工人的勞動強度，能夠?qū)崿F(xiàn)外圓面及帶有R弧等復(fù) 雜型面的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(fù)雜型面的難題。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖3是圖2的右視圖。
圖4是圖2的俯視圖。
圖5是圖4中A-A線的剖視圖。
圖中1、中間軸，2、上蓋，3、軸承，4、密封套，5、上拖板，6、電刷，7、旋轉(zhuǎn)刀架， 8、接線盤，9、電刷板，10、絕緣墊柱，11、蝸輪，12、底座，13、中間導(dǎo)軌，14、絲杠螺 母，15、電機座，16、電機，17、聯(lián)軸器，18、螺母安裝板，19、絲杠，20、壓板，21、行 程開關(guān)壓頭，22、楔鐵，23、圓角變幅桿，24、錐套，25、壓緊法蘭，26、外圓變幅桿，27、 電機，28、電機座，29、蝸桿，30、端蓋，31、彈性法蘭盤，32、壓力顯示裝置，33、車刀， 34、定位齒盤。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置主要包括底座12、中間導(dǎo)軌 13、上拖板5和旋轉(zhuǎn)刀架7。參見圖2，底座12的底面帶有燕尾槽，通過壓板20固定安裝在 普通車床的大拖板的燕尾導(dǎo)軌上。中間導(dǎo)軌13的上下面分別設(shè)有縱向燕尾槽和橫向燕尾槽， 中間導(dǎo)軌13通過燕尾導(dǎo)軌安裝在底座12的上面，可以在底座12上移動，通過行程開關(guān)控制 中間導(dǎo)軌13的行程。燕尾導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有楔鐵22 (參見圖3)。上拖板5安裝在中間導(dǎo)軌13上， 兩者也是通過燕尾導(dǎo)軌連接，上拖板5可在中間導(dǎo)軌13上移動，上拖板5上設(shè)有行程開關(guān)壓 頭21 (參見圖3)，通過行程開關(guān)控制上拖板5的行程。上拖板5內(nèi)安裝有中間軸1，中間軸 1的下部通過軸承安裝有蝸輪11，上部通過軸承3安裝有旋轉(zhuǎn)刀架7，中間軸1與旋轉(zhuǎn)刀架7 之間裝有密封套4，在旋轉(zhuǎn)刀架7上設(shè)有保護中間軸1的上蓋2，旋轉(zhuǎn)刀架7內(nèi)設(shè)有通往密封 套4的潤滑油路。由于上拖板5和中間導(dǎo)軌13之間是橫向燕尾導(dǎo)軌而中間導(dǎo)軌13與底座8 之間是縱向燕尾導(dǎo)軌，所以中間導(dǎo)軌13和上拖板5能夠分別在兩個方向運動。旋轉(zhuǎn)刀架7與 上拖板5之間密閉裝有為超聲波發(fā)生器提供電源的接線盤8和電刷板9，接線盤8和電刷板9 之間連接有電刷6，旋轉(zhuǎn)刀架7與電刷板9之間和上拖板5與接線盤8之間均安裝有絕緣墊柱10。通過接線盤接通電源給超聲波發(fā)生器供電。這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架7轉(zhuǎn)動換刀時，電源線 不受影響。
中間導(dǎo)軌13上安裝有絲杠進給機構(gòu)，該機構(gòu)包括固定安裝在底座12上的螺母安裝板18、 安裝在螺母安裝板18上的絲杠螺母14、安裝在中間導(dǎo)軌13上的電機座15以及安裝在電機 座15上的電機16和絲桿19，絲桿19通過左右兩個推力軸承固定安裝在電機座15上，并且 絲桿19的一端通過聯(lián)軸器17與電機16連接，絲桿19與絲杠螺母14螺紋連接。電機16帶 動絲桿19轉(zhuǎn)動，由于絲杠螺母14固定不動，所以絲桿19帶動中間導(dǎo)軌13、電機座15和電 機16—起在底座12上移動。如圖3所示，上拖板5上也安裝有絲杠進給機構(gòu)，該機構(gòu)與中 間導(dǎo)軌13上安裝的絲杠進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)一樣，其固定絲杠螺母安裝在中間導(dǎo)軌13上。
上拖板5與旋轉(zhuǎn)刀架7之間設(shè)有刀架自動換刀機構(gòu)，參見圖4，該機構(gòu)采用蝸輪蝸桿機 構(gòu)，由安裝在中間軸l下部的蝸輪ll、安裝在上拖板5上的電機座28、安裝在電機座28上 的電機27和蝸桿29組成，蝸桿29通過兩個端蓋30安裝在上拖板5內(nèi)，并且蝸桿29的一端 與電機27連接，蝸桿29與蝸輪11嚙合。電機27帶動蝸桿29轉(zhuǎn)動，蝸桿29帶動蝸輪11轉(zhuǎn) 動，蝸輪11再帶動旋轉(zhuǎn)刀架7轉(zhuǎn)動。刀架自動換刀機構(gòu)還包括旋轉(zhuǎn)刀架7與上拖板5之間的 定位裝置，該裝置采用齒盤定位，在旋轉(zhuǎn)刀架7與上拖板5上安裝有定位齒盤34 (參見圖2 和圖3)。蝸輪ll上帶有螺桿，與旋轉(zhuǎn)刀架7形成螺旋移動機構(gòu)，蝸輪11轉(zhuǎn)動時旋轉(zhuǎn)刀架7 能夠向上或向下運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架7上的定位裝置與上拖板5脫開時，旋轉(zhuǎn)刀架7隨蝸輪11 一起旋轉(zhuǎn)。
如圖1所示，旋轉(zhuǎn)刀架7上安裝有車刀33、圓角變幅桿23和外圓變幅桿26,車刀33安 裝在圓角變幅桿23的右上角(參見圖1)。如圖5所示，彈性法蘭盤31連接在旋轉(zhuǎn)刀架7上， 外圓變幅桿26連接在彈性法蘭盤31上，錐套24連接在外圓變幅桿26上，并通過壓緊法蘭 25壓緊，壓緊法蘭25通過螺釘連接在彈性法蘭盤31上，壓緊法蘭25上安裝有壓力顯示裝 置32。壓力顯示裝置32包括CN1690231公開的《超聲波金屬表面加工裝置》中的壓力檢測 裝置和壓力顯示器。圓角變幅桿23和外圓變幅桿26的安裝結(jié)構(gòu)和固定方式是一樣的。圓角 變幅桿23和外圓變幅桿26均與一個CN1690231公開的《超聲波金屬表面加工裝置》中所述 的換能器連接，換能器與電刷電連接,與電刷連接的接線盤通過電纜線與超聲波發(fā)生器連接。 圓角變幅桿23和外圓變幅桿26上均安裝有加工刀頭，加工刀頭可以采用中國專利文獻公開 號CN200946158公開的《滾珠式刀頭》。
本發(fā)明的工作過程如下-
通過刀架自動換刀機構(gòu)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刀架7的自動換刀，當(dāng)需要換刀時，通過指令控制電機 27首先動作，帶動蝸桿29旋轉(zhuǎn)，蝸桿29帶動蝸輪11旋轉(zhuǎn)，蝸輪11上的螺桿與旋轉(zhuǎn)刀架7 嚙合，旋轉(zhuǎn)刀架7作直線向上運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)刀架7上的定位裝置與上拖板5脫開時，旋轉(zhuǎn)刀 架7隨蝸輪11一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置時，電機27作反方向運動，此時旋轉(zhuǎn)刀架7 作直線向下運動，從而將旋轉(zhuǎn)刀架7鎖緊。通過刀架自動換刀機構(gòu)將車刀自動旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的 位置，接照工件的要求將工件車削到相應(yīng)尺寸；將圓角變幅桿23旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，通過數(shù) 控程序完成圓弧面等復(fù)雜型面的超聲波表面加工；將外圓變幅桿26旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，通過 數(shù)控程序和普通車床結(jié)合一起完成外圓面的超聲波表面加工。
權(quán)利要求
1. 一種用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置，包括底座、中間導(dǎo)軌、上拖板和旋轉(zhuǎn)刀架，底座的底面帶有燕尾槽，其特征是中間導(dǎo)軌通過縱向?qū)к壈惭b在底座的上面，上拖板通過橫向?qū)к壈惭b在中間導(dǎo)軌上，上拖板內(nèi)安裝有中間軸，旋轉(zhuǎn)刀架安裝在中間軸上，旋轉(zhuǎn)刀架與上拖板之間裝有接線盤和電刷板，接線盤和電刷板之間連接有電刷，中間導(dǎo)軌和上拖板上均安裝有絲杠進給機構(gòu)，上拖板與旋轉(zhuǎn)刀架之間設(shè)有刀架自動換刀機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)刀架上安裝有車刀、圓角變幅桿和外圓變幅桿，圓角變幅桿和外圓變幅桿各與一個換能器連接，換能器與電刷電連接，圓角變幅桿和外圓變幅桿上均安裝有加工刀頭，與電刷連接的接線盤通過電纜線與超聲波發(fā)生器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置，其特征是所述旋轉(zhuǎn)刀架與電刷板之間和上拖板與接線盤之間均安裝有絕緣墊柱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置，其特征是所述中間軸與旋轉(zhuǎn)刀架之間裝有密封套，旋轉(zhuǎn)刀架內(nèi)設(shè)有通往密封套的潤滑油路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置，其特征是所述中間導(dǎo)軌上安裝的絲杠進給機構(gòu)由固定安裝在底座上的絲杠螺母、安裝在中間導(dǎo)軌上的電機座以及安裝在電機座上的電機和絲桿組成，絲桿固定安裝在電機座上，絲桿的一端與電機連接，絲桿與絲杠螺母螺紋連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置，其特征是所述上拖板與旋轉(zhuǎn)刀架之間刀架自動換刀機構(gòu)采用蝸輪蝸桿機構(gòu)，由安裝在中間軸下部的蝸輪、安裝在上拖板上的電機和蝸桿組成，蝸桿安裝在上拖板內(nèi)并與蝸輪嚙合，蝸桿的一端與電機連接，蝸輪上帶有螺桿，與旋轉(zhuǎn)刀架形成螺旋移動機構(gòu)，另外，該機構(gòu)還包括在旋轉(zhuǎn)刀架與上拖板之間設(shè)有定位裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于普通車床的數(shù)控超聲波加工裝置。該裝置包括底座、中間導(dǎo)軌、上拖板和旋轉(zhuǎn)刀架，底座的底面帶有燕尾槽，中間導(dǎo)軌通過縱向?qū)к壈惭b在底座的上面，上拖板通過橫向?qū)к壈惭b在中間導(dǎo)軌上，上拖板內(nèi)安裝有中間軸，旋轉(zhuǎn)刀架安裝在中間軸上，旋轉(zhuǎn)刀架與上拖板之間裝有接線盤和電刷板，接線盤和電刷板之間連接有電刷，中間導(dǎo)軌和上拖板上均安裝有絲杠進給機構(gòu)，上拖板與旋轉(zhuǎn)刀架之間設(shè)有刀架自動換刀機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)刀架上安裝有車刀、圓角變幅桿和外圓變幅桿，兩個變幅桿上均安裝有加工刀頭，并且各與一個換能器連接。本發(fā)明效率高，一次裝夾能夠完成車削、外圓面超聲波加工和圓弧面超聲波加工，加工精度高。
文檔編號C21D7/04GK101503755SQ200910014789
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者李超群, 鞠遠(yuǎn)明 申請人:山東華云機電科技有限公司