一種具有自動補償功能的高能超聲刀具的製作方法

2023-12-07 07:47:51

本實用新型涉及一種具有自動補償功能的高能超聲刀具，屬於高能超聲金屬處理設備技術領域。

背景技術：

高能超聲金屬處理系統在機械加工行業應用較普遍，其主要是在工具機上對金屬零件的表面進行高能超聲處理，可達到提高表面光潔度、去除殘餘拉應力、提高表面顯微硬度、增加耐磨性、提高疲勞強度及疲勞壽命等效果。在加工過程中，由於工件的加工誤差及工具機本身的間隙，工件旋轉時往往出現圓周方向的跳動，在加工細長軸及二次裝夾工件時尤為明顯。高能超聲刀具在加工時必須能夠適應這種跳動，並保證一定的預壓力。

現有的高能超聲刀具多使用片狀彈簧作為補償機構，來適應工件的跳動。由於片狀彈簧的彈性範圍較小，當工件跳動較大時加工適應效果無法保證。同時，採用片狀彈簧作為補償機構的高能超聲刀具在普通車床上只能加工圓柱體表面，對圓錐面、球面、連續曲面等均無法加工。

為解決上述技術問題，亟需一種具有自動補償功能的高能超聲刀具。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本實用新型提供了一種具有自動補償功能的高能超聲刀具，解決了現有高能超聲刀具無法適應工件跳動及在普通工具機上無法對圓錐面、球面、連續曲面進行加工的技術問題。

本實用新型是通過如下技術方案實現的：

一種具有自動補償功能的高能超聲刀具，包括一殼體，在所述殼體的左端設有一左開口，在殼體的右端設有一與左開口相對的右開口，在所述殼體的右端固定連接一氣缸，所述氣缸的活塞杆自所述右開口伸入殼體內；在殼體內設有一可沿左右方向滑動的左端開口的活動殼，所述活動殼的右端與所述活塞杆的頂端剛性連接；在所述活動殼內設有一換能器和一與換能器連接的變幅杆，所述變幅杆伸出到活動殼的左端開口外；在變幅杆的頂端外套設一錐套，所述錐套的大口端可拆卸地固定於活動殼的左端開口上並將所述變幅杆壓緊在所述活動殼內；所述錐套的小口端的外壁上固定設有工具頭，在所述變幅杆的頂端焊接一與所述工具頭接觸的硬質合金圓片。

進一步優化地，在所述殼體內壁上固定設有一直線軸承，所述活動殼插設於所述直線軸承的內孔中。

進一步優化地，在所述殼體的內壁上設有一沿左右方向設置的溝槽，在所述活動殼的外壁上設有一限位塊，所述限位塊置於所述溝槽內。

進一步優化地，在所述活動殼的右端設有一連接套，所述連接套的左端固定連接於所述活動殼上，其右端與活塞杆的頂端連接固定。

進一步優化地，所述殼體包括一筒體、固定於筒體左側的前端蓋和固定於筒體右側的後端蓋，所述左開口開設於所述前端蓋上，所述右開口開設於所述後端蓋上。

進一步優化地，所述後端蓋上設有用以固定氣缸的螺紋孔。

進一步優化地，在所述活動殼的左端面上設有壓蓋，所述壓蓋將錐套固定於活動殼的左端開口上，在所述壓蓋的中間部位設有錐孔，所述錐套插設於所述錐孔內，在該錐孔的內側壁上設有環形的溝槽，在該溝槽內設有密封圈；在所述壓蓋的外圓表面上開設有進油孔，在該進油孔內設有流量調節閥；所述流量調節閥的進油口為快插結構，在錐套上設有與所述進油孔對應的通孔。

進一步優化地，在所述氣缸上固定設有控制氣缸伸縮的換向閥，在所述換向閥上設有換向手柄。

進一步優化地，在所述殼體上設有能將換能器與控制系統連接的電氣連接座。

進一步優化地，在所述殼體上還固定設有壓刀塊。

本實用新型的有益效果是：

1、採用壓縮空氣作為補償介質，通過選擇不同行程的氣缸可實現不同的補償距離，由於氣缸的行程可選擇性較大，因而補償的距離可以任意調整，其補償距離遠遠大於使用片狀彈簧的刀具；

2、可以實現在普通車床上對圓錐面、球面、連續曲面的加工，工件直徑尺寸的變化由刀具自動補償並可維持恆定的預壓力；

3、使用直線軸承作為活動殼與外殼的連接介質，減小了活動殼的摩擦阻力，對工件的跳動反應靈敏，可以以極小的壓力推動活動殼運動，預壓力控制精確，刀具反應迅速；

4、本實用新型中的直線軸承、氣缸、換向閥、流量調節閥等均採用標準產品，由於大量使用標準產品，大大降低了製造、維護成本；

5、採用一體化設計，將所有部件集成安裝在一起，結構緊湊，減輕了整體重量，更利於在工具機上安裝使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的縱向剖視結構示意圖。

圖2為本實用新型的俯視結構示意圖。

圖中，1、殼體，2、左開口，3、右開口，4、氣缸，5、活塞杆，6、活動殼，7、換能器，8、變幅杆，9、錐套，10、工具頭，11、硬質合金圓片，12、直線軸承，13、溝槽，14、限位塊，15、連接套，16、螺紋孔，17、壓蓋，18、進油孔，19、流量調節閥，20、換向閥，21、換向手柄，22、電氣連接座，23、壓刀塊，24、筒體，25、前端蓋，26、後端蓋。

具體實施方式

為能清楚說明本實用新型技術方案的技術特點，下面通過具體實施例，並結合其附圖，對本實用新型進行詳細闡述。

如圖1-2所示，本實施例提供一種具有自動補償功能的高能超聲刀具,包括一殼體1，在所述殼體1的左端設有一左開口2，在殼體1的右端設有一與左開口2相對的右開口3，在所述殼體1的右端連接固定一氣缸4，所述氣缸4的活塞杆5自右開口3伸入殼體1內；在殼體1內設有一可沿左右方向滑動的左端開口的活動殼6，所述活動殼6的右端與所述活塞杆5的頂端剛性連接；在所述活動殼6內設有一換能器7和一與換能器7連接的變幅杆8，所述變幅杆8伸出到活動殼6的左端開口外；在變幅杆8的頂端外套設一錐套9，所述錐套9的大口端可拆卸地固定於活動殼6的左端開口上並將所述變幅杆8壓緊在所述活動殼6內；所述錐套9的小口端的外壁上固定設有工具頭10，在所述變幅杆8的頂端焊接一與所述工具頭10接觸的硬質合金圓片11；在所述殼體1內壁上固定設有一直線軸承12，所述活動殼6插設於所述直線軸承12的內孔中；在所述殼體1的內壁上設有一沿左右方向設置的溝槽13，在所述活動殼6的外壁上設有一限位塊14，所述限位塊14設置於所述溝槽13內；在所述活動殼6的右端設有一連接套15，所述連接套15的左端固定連接於所述活動殼6上，其右端與活塞杆5的頂端連接固定；所述殼體1包括一筒體24、固定於筒體24左側的前端蓋25和固定於筒體24右側的後端蓋26，所述左開口2開設於所述前端蓋25上，所述右開口3開設於所述後端蓋26上；所述後端蓋26上設有用以固定氣缸4的螺紋孔16；在所述活動殼6的左端面上設有壓蓋17，所述壓蓋17將錐套9固定於活動殼6的左端開口上，在所述壓蓋17的中間部位設有錐孔，所述錐套9插設於所述錐孔內，在該錐孔的內側壁上設有環形的溝槽，在該溝槽內設有密封圈；在所述壓蓋17的外圓表面上開設有進油孔18，在該進油孔18內設有流量調節閥19；所述流量調節閥19的進油口為快插結構，在錐套9上設有與所述進油孔18對應的通孔(圖中未示出)；在所述氣缸4上固定設有控制氣缸4伸縮的換向閥20，在換向閥20上設有換向手柄21；在所述殼體1上設有將換能器7與控制系統連接起來的電氣連接座22；在所述殼體1上還固定設有壓刀塊23。

將壓刀塊23安裝在車床的刀架上，可實現本實施例刀具與工具機的固定連接；通過設計不同的壓刀塊23，可以實現刀具在不同工具機上的安裝。工具頭10可為現有產品，如專利號為ZL 201320599783.0、名稱為一種新型球形刀具的專利公開的工具頭；通過更換不同型號的錐套9，可將不同大小的工具頭10安裝在錐套9上，以提高其適應性，具有較廣的應用範圍。流量調節閥19上設置有調節旋鈕，將潤滑油管直接插入所述流量調節閥19的快插結構內，可以通過旋轉調節旋鈕實現對潤滑油注入量的調節，所述潤滑油有利於本實施例的內部潤滑，降低摩擦力。通過扳動所述換向手柄21可以實現氣缸4伸出與收縮的換向，以實現活動殼6及其上工具頭10的推進與後退。所述硬質合金圓片11與工具頭10的接觸，可實現高能超聲的傳遞。

在使用時，將壓縮空氣通入所述氣缸4內，使活塞杆5完全伸出，搖動工具機的縱向進給手柄，使工具頭10與工件接觸，並繼續搖動工具機的縱向進給手柄使活動殼6退回大約一半的距離後進行加工作業。

綜上，本實施例解決了現有高能超聲刀具無法適應工件跳動及在普通工具機上無法對圓錐面、球面、連續曲面進行加工的技術問題；且具有較低的製造和維護成本。

本實用新型未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。