專利名稱：徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，屬于超聲珩磨技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
珩磨廣泛應(yīng)用于各種形狀的孔的光整加工或精加工，還可以對(duì)表面有特殊要求的工件進(jìn)行加工，如發(fā)運(yùn)機(jī)缸套孔、連桿孔，油泵油嘴與液壓閥體孔等，其表面要求有交叉溝槽網(wǎng)紋進(jìn)行儲(chǔ)油以便潤(rùn)滑。另外，因?yàn)楣ぷ鳡顩r不同，零件對(duì)溝槽的分布與深度有不同的要求。超聲珩磨加工是在傳統(tǒng)珩磨頭上添加了超聲振動(dòng)，除具有普通珩磨的優(yōu)點(diǎn)外還具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。超聲珩磨裝置主要是能使珩磨頭上的油石磨粒產(chǎn)生超聲振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)磨粒對(duì)工件的斷續(xù)切削，具有珩磨力小，油石不容易被掉下的磨粒與切削堵塞，珩磨溫度較低的特點(diǎn)， 因而珩磨后工件表面質(zhì)量較好?，F(xiàn)在文獻(xiàn)公開以及實(shí)際應(yīng)用的超聲珩磨裝置，其結(jié)構(gòu)大致有兩種情況，一種是如申請(qǐng)?zhí)枮?01020672721. 4、200620031811· 9和99108124. 2的專利公開的結(jié)構(gòu)，由集流環(huán)和碳刷、換能器、變幅桿、振動(dòng)圓盤、油石、油石座、珩磨頭本體組成。其工作過程都是將換能器產(chǎn)生的高頻振動(dòng)通過變幅桿傳到振動(dòng)圓盤，然后又通過撓性桿傳到油石座，最終使粘結(jié)在油石座上的油石產(chǎn)生沿被加工孔軸向的超聲振動(dòng)。另一種是如申請(qǐng)?zhí)枮?011102(^887.9的專利公開的結(jié)構(gòu)，是在油石座上開槽后嵌入換能器，使油石產(chǎn)生沿被加工孔軸向的超聲振動(dòng)?？梢姡诔曠衲パb置的現(xiàn)有技術(shù)中，都是迫使油石產(chǎn)生沿被加工孔軸向的超聲振動(dòng)，而不是徑向的振動(dòng)。根據(jù)超聲珩磨加工原理知道軸向振動(dòng)較徑向振動(dòng)而言，使得磨粒在工件徑向切深方向上的運(yùn)動(dòng)會(huì)變得困難，也就是磨粒在工件表面加工出的溝槽網(wǎng)紋深度會(huì)變淺，這不利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。國(guó)家缸套的標(biāo)準(zhǔn)或大型發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)缸套的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于單位長(zhǎng)度的溝槽深度及數(shù)目都有相應(yīng)的強(qiáng)制規(guī)定。另外，在超聲珩磨裝置的現(xiàn)有技術(shù)中，珩磨裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換油石困難，且超聲能量傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，傳遞過程中能量損失較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使油石沿被加工孔徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，包括集流環(huán)、浮動(dòng)機(jī)構(gòu)、換能器、主軸、頂桿、變幅桿、脹芯軸、油石座和油石，主軸的上端連接有浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，集流環(huán)套裝在主軸的外部，所述的主軸為中間粗兩端細(xì)的空心階梯軸，頂桿、 換能器、變幅桿和脹芯軸均位于主軸的內(nèi)部，換能器上設(shè)置有軸向通孔，頂桿位于所述的通孔中，頂桿的上端連接在浮動(dòng)機(jī)構(gòu)上，頂桿的下端插入變幅桿端面上所開的盲孔中，換能器的底部和變幅桿的頂部固定在一起，變幅桿上設(shè)置有凸緣，所述凸緣的底部與彈簧的一端固定，彈簧的另一端固定在主軸內(nèi)部孔的臺(tái)階上，變幅桿的下端通過螺紋與脹芯軸的上端連接，脹芯軸上設(shè)置有兩個(gè)倒錐形的棱臺(tái)，主軸的下部均布設(shè)置有槽孔，多個(gè)油石座通過頂腳安裝在所述的槽孔中，每個(gè)油石座頂腳的端面均為與棱臺(tái)側(cè)面相適應(yīng)的斜面且所述頂腳的端面與棱臺(tái)的側(cè)面相接觸，每個(gè)油石座上均固定有一個(gè)油石。所述變幅桿的外部套裝有裙套，且裙套的底部通過螺栓固定在變幅桿的凸緣上， 所述的裙套與主軸的內(nèi)壁之間安裝有直線軸承。所述變幅桿上的凸緣與變幅桿端面上所開盲孔的孔底在同一平面上。所述脹芯軸上的棱臺(tái)為正三棱臺(tái)，且棱臺(tái)的側(cè)面與主軸的軸線成45°角。所述油石座的頂腳端面與棱臺(tái)側(cè)面的接合處涂有耦合劑。所述的變幅桿為倒圓錐形。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為本發(fā)明通過脹芯軸上倒錐形棱臺(tái)與油石座頂腳之間的配合，將把變幅桿帶給脹心軸的沿主軸軸向的超聲振動(dòng)變?yōu)橛褪刂鬏S徑向的超聲振動(dòng)，并帶動(dòng)油石座上的油石徑向超聲振動(dòng)，使得油石磨粒加工的溝槽深度變深有利于儲(chǔ)油。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A-A截面的放大圖。圖中1為集流環(huán)，2為換能器，3為槽孔，4為油石座，5為環(huán)形彈簧，6為變幅桿，7 為脹芯軸，8為頂桿，9為裙套，10為直線軸承，11為主軸，12為浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，13為彈簧，14為棱臺(tái)。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，包括集流環(huán)1、浮動(dòng)機(jī)構(gòu)12、換能器2、主軸11、頂桿8、變幅桿6、脹芯軸7、油石座4和油石，主軸11的上端連接有浮動(dòng)機(jī)構(gòu)12，集流環(huán)1套裝在主軸11的外部，所述的主軸11為中間粗兩端細(xì)的空心階梯軸，頂桿 8、換能器2、變幅桿6和脹芯軸7均位于主軸11的內(nèi)部，換能器2上設(shè)置有軸向通孔，頂桿 8位于所述的通孔中，頂桿8的上端連接在浮動(dòng)機(jī)構(gòu)12上，頂桿8的下端插入變幅桿6端面上所開的盲孔中，換能器2的底部和變幅桿6的頂部固定在一起，變幅桿6上設(shè)置有凸緣， 所述凸緣的底部與彈簧13的一端固定，彈簧13的另一端固定在主軸11內(nèi)部孔的臺(tái)階上， 變幅桿6的下端通過螺紋與脹芯軸7的上端連接，脹芯軸7上設(shè)置有兩個(gè)倒錐形的棱臺(tái)14， 主軸11的下部均布設(shè)置有槽孔3，多個(gè)油石座4通過頂腳安裝在所述的槽孔3中，每個(gè)油石座4頂腳的端面均為與棱臺(tái)14側(cè)面相適應(yīng)的斜面且所述頂腳的端面與棱臺(tái)14的側(cè)面相接觸，每個(gè)油石座4上均固定有一個(gè)油石。所述變幅桿6的外部套裝有裙套9，且裙套9的底部通過螺栓固定在變幅桿6的凸緣上，所述的裙套9與主軸11的內(nèi)壁之間安裝有直線軸承10。所述變幅桿6上的凸緣與變幅桿6端面上所開盲孔的孔底在同一平面上。所述脹芯軸7上的棱臺(tái)14為正三棱臺(tái)，且棱臺(tái)14的側(cè)面與主軸11的軸線成45°角。所述油石座4的頂腳端面與棱臺(tái)14側(cè)面的接合處涂有耦合劑。
所述的變幅桿6為倒圓錐形。本發(fā)明中的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)12為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明中，變幅桿6的凸緣下面設(shè)有彈簧13，油石座4上設(shè)有環(huán)形彈簧5，可以保證頂桿8不受力時(shí)油石座4徑向處于收縮狀態(tài)。變幅桿6凸緣上方固定的裙套9以及裙套 9與主軸11內(nèi)壁之間安裝的直線軸承10，保證了變幅桿6和脹芯軸7軸向移動(dòng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明將變幅桿6和脹芯軸7直接連接，脹芯軸7上設(shè)置有兩個(gè)倒錐形的棱臺(tái)14， 油石座4的頂腳與棱臺(tái)14的側(cè)面相配合，可以把變幅桿6帶給脹心軸7的沿主軸11軸向的超聲振動(dòng)變?yōu)橛褪?的沿主軸11徑向的超聲振動(dòng)，并帶動(dòng)油石座4上的油石徑向超聲振動(dòng)，這樣油石磨粒以每秒20000次以上撞擊工件表面，用以實(shí)現(xiàn)超聲珩磨。另外，在油石座4的頂腳端面與棱臺(tái)14側(cè)面的接合處涂有耦合劑，可以保證超聲能量的順利傳遞。
權(quán)利要求
1.徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，包括集流環(huán)(1)、浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)、換能器(2)、主軸(11)、 頂桿(8)、變幅桿(6)、脹芯軸(7)、油石座(4)和油石，主軸(11)的上端連接有浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)，集流環(huán)(1)套裝在主軸(11)的外部，其特征在于所述的主軸(11)為中間粗兩端細(xì)的空心階梯軸，頂桿(8)、換能器(2)、變幅桿(6)和脹芯軸(7)均位于主軸(11)的內(nèi)部，換能器 (2)上設(shè)置有軸向通孔，頂桿(8)位于所述的通孔中，頂桿(8)的上端連接在浮動(dòng)機(jī)構(gòu)(12) 上，頂桿(8)的下端插入變幅桿(6)端面上所開的盲孔中，換能器(2)的底部和變幅桿(6)的頂部固定在一起，變幅桿(6)上設(shè)置有凸緣，所述凸緣的底部與彈簧(13)的一端固定，彈簧(13)的另一端固定在主軸(11)內(nèi)部孔的臺(tái)階上，變幅桿(6)的下端通過螺紋與脹芯軸(7) 的上端連接，脹芯軸(7)上設(shè)置有兩個(gè)倒錐形的棱臺(tái)(14)，主軸(11)的下部均布設(shè)置有槽孔(3)，多個(gè)油石座(4)通過頂腳安裝在所述的槽孔(3)中，每個(gè)油石座(4)頂腳的端面均為與棱臺(tái)(14)側(cè)面相適應(yīng)的斜面且所述頂腳的端面與棱臺(tái)(14)的側(cè)面相接觸，每個(gè)油石座 (4)上均固定有一個(gè)油石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，其特征在于所述變幅桿(6)的外部套裝有裙套(9)，且裙套(9)的底部通過螺栓固定在變幅桿(6)的凸緣上，所述的裙套(9) 與主軸(11)的內(nèi)壁之間安裝有直線軸承(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，其特征在于所述變幅桿(6)上的凸緣與變幅桿(6)端面上所開盲孔的孔底在同一平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，其特征在于所述脹芯軸(7)上的棱臺(tái)(14)為正三棱臺(tái)，且棱臺(tái)(14)的側(cè)面與主軸(11)的軸線成45°角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，其特征在于所述油石座(4)的頂腳端面與棱臺(tái)(14 )側(cè)面的接合處涂有耦合劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，其特征在于所述的變幅桿(6)為倒圓錐形。
全文摘要
本發(fā)明徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置，屬于超聲珩磨技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題是提供一種能使油石沿被加工孔徑向振動(dòng)超聲珩磨裝置；為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為主軸為中間粗兩端細(xì)的空心階梯軸，頂桿、換能器、變幅桿和脹芯軸均位于主軸的內(nèi)部，換能器上設(shè)置有軸向通孔，頂桿位于所述的通孔中，換能器的底部和變幅桿的頂部固定在一起，變幅桿上設(shè)置有凸緣，所述凸緣的底部與彈簧的一端固定，彈簧的另一端固定在主軸內(nèi)部孔的臺(tái)階上，變幅桿的下端通過螺紋與脹芯軸的上端連接，多個(gè)油石座通過頂腳安裝在所述的槽孔中，每個(gè)油石座上均固定有一個(gè)油石；本發(fā)明廣泛應(yīng)用于各種形狀的孔的光整加工或精加工。
文檔編號(hào)B24B33/10GK102554754SQ201210047050
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者孔文軍, 成全, 王建青, 祝錫晶, 邵云鵬 申請(qǐng)人:中北大學(xué)