高精螺旋線加工超聲旋風銑設備的製作方法
2023-09-22 21:49:20 2
專利名稱：高精螺旋線加工超聲旋風銑設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於高速高效精密超精密加工技術領域，尤其涉及一種高精螺旋線加工超 聲旋風銑設備。
背景技術：
高精旋風銑加工技術是先進實用的製造技術，它正在成為切削加工的主流，具有 強大的生命力和廣闊的應用前景。能實現優質、高效、低耗、清潔、無汙染加工，從特大型到 微型尺寸，從普通到高硬、韌、脆材料的螺紋和各種複雜型面零件的加工。但現有普通旋風 銑技術存在以下缺點材料去除方式對產品表面質量有較大影響，普通旋風銑加工方式是 利用金屬的塑性變形來去除材料，存在有冷切削方式的不足之處，比如表面變質層和表面 燒傷，以及表面光潔度等表面質量的缺陷；普通旋風銑的加工方式仍屬於粗加工與半精加 工的範疇，如螺紋精度要求較高，則需加以磨削或拋光等工序；由於銑刀進行高速銑削，且 為冷切削，故旋風銑的切削力比較大，產生的機械振動也大，對系統的剛性和動態穩定性要 求較高，對加工精度也有不良的影響；對於硬脆材料的螺紋加工，旋風銑存在較大不足，表 現為加工的表面質量不好，存在較大表面燒傷和表面變質層；對於細長工件的螺紋加工，由 於旋風銑有較大的切削力，故會使工件產生變形，影響工件的形狀精度。
發明內容
本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種能在高速和高效條件下旋風銑 削加工綜合精度達到精密超精密加工水平的高精螺旋線加工超聲旋風銑設備。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案高精螺旋線加工超聲旋風銑設 備，包括圓周旋轉定位凸臺、圓周旋轉定位凸臺上設置的下支撐板、下支撐板上設置的上支 撐板，上支撐板上設有電機和超聲旋風銑主軸裝置，電機的動力輸出端與超聲旋風銑主軸 裝置的動力輸入端傳動連接。所述下支撐板上設有至少兩道弧形調節孔，下支撐板通過穿設在弧形調節孔內的 調整固定螺栓與上支撐板連接。所述超聲旋風銑主軸裝置包括主軸箱、與主軸箱轉動密封連接且同軸設置的主軸 和變幅杆，主軸外端和變幅杆外端分別設有位於主軸箱外的皮帶輪和成型銑刀，該皮帶輪 與電機動力輸出軸上的皮帶輪通過三角帶連接，主軸在主軸箱內的部分為一端開口的空腔 結構，主軸空腔內設有超聲波換能器，變幅杆內端插設在主軸空腔內並與超聲波換能器通 過雙頭螺栓可拆卸連接，變幅杆與主軸通過螺釘可拆卸連接；主軸箱外側部和內側部分別 設有電刷接線盒和電刷，主軸圓周側部設有由絕緣體製成的絕緣槽，絕緣槽與電刷徑向對 應設置，絕緣槽內設有與電刷轉動連接的陰陽極，陰陽極通過導線與超聲波換能器連接。採用上述技術方案，具有以下有益效果
將圓周旋轉定位凸臺固定在普通工具機的中託板上，工件卡裝在卡盤和頂尖之間，隨按 著工件的轉動，電機帶動超聲旋風銑主軸裝置對工件進行超聲旋風銑進行高速精密切削作業。超聲加工是一種使工件產生某種有規律的可控振動的加工方法。超聲加工是在一個極 短時間內完成的微量切削過程，表面損傷和殘餘應力都較小，並且不依靠工件的導電性，而 且是非電加工過程，不受工件的電、化學特性影響，尤其適宜硬脆等難加工材料的加工。通過調整固定螺栓在弧形調節孔內的固定位置，可以調整超聲旋風銑主軸裝置的 旋轉軸線與工件的迴轉軸線之間的切削角度，便於加工不同類型、不同規格的工件。超聲銑削加工時，電機帶動主軸轉動、主軸通過變幅杆帶動成型銑刀高速旋轉，超 聲波發生器產生的高頻電震蕩通過電刷接線盒和電刷傳給超聲波換能器，高頻電振蕩通過 超聲波換能器轉換為高頻機械振蕩，再通過變幅杆的放大作用將高頻機械振蕩的振幅放大 到滿足成型銑刀的加工要求，從而使刀具產生高頻振動。這樣就在不改變車床傳動鏈結構 的情況下實現大型精密螺紋的加工。本發明調整方便、靈活、表面精度高、切削效率高，可以實現一次走刀完成較高質 量的螺紋加工，可以彌補普通冷切削加工的不足，加工效率是普通加工方法3 5倍，尤其 適用於硬脆等難加工材料的加工，顯著提高螺紋的加工質量，實用性強，易於推廣應用。
圖1是本發明工作狀態下的結構示意圖； 圖2是圖1的俯視圖3是圖1當中A處的放大圖； 圖4是本發明當中超聲旋風銑主軸裝置的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1 圖4所示，本發明的高精螺旋線加工超聲旋風銑設備，包括圓周旋轉定位 凸臺1、圓周旋轉定位凸臺1上設置的下支撐板2、下支撐板2上設置的呈角鋼形狀的上支 撐板3，上支撐板3上設有電機4和超聲旋風銑主軸裝置，電機4的動力輸出端與超聲旋風 銑主軸裝置的動力輸入端傳動連接。下支撐板2上設有至少兩道弧形調節孔5，下支撐板2 通過穿設在弧形調節孔5內的調整固定螺栓6與上支撐板3連接。超聲旋風銑主軸裝置包括與下支撐板2鑄造為一體的兩端開口的主軸箱7、與主 軸箱7轉動密封連接且同軸設置的主軸8和變幅杆9，主軸8與主軸箱7之間通過軸承10 轉動連接，螺接在主軸8上的螺母11、螺母41通過套筒42壓緊軸承10，套筒42外設有與 主軸箱7通過螺釘43可拆卸連接的端蓋44，端蓋44內側通過壓緊密封圈12密封連接，主 軸箱8的另一端通過螺釘13可拆卸連接有端蓋14，變幅杆9與端蓋14之間分別通過軸承 15轉動連接和螺接在變幅杆9上的螺母16壓緊密封圈17密封連接，主軸8外端和變幅杆 9外端分別設有位於主軸箱7外的皮帶輪18和成型銑刀19，皮帶輪18通過主軸8上的鍵 40固定連接，成型銑刀19通過外端設有螺接在變幅杆9上的壓緊螺母20與主軸8和變幅 杆7同軸固定連接，該皮帶輪18與電機4動力輸出軸上的皮帶輪21通過三角帶22連接， 主軸8在主軸箱7內的部分為一端開口的空腔結構，主軸8空腔內設有超聲波換能器對，變 幅杆9內端插設在主軸8空腔內並與超聲波換能器M通過雙頭螺栓25可拆卸連接，變幅 杆9與主軸8通過螺釘沈可拆卸連接；主軸箱7外側部和內側部分別設有電刷接線盒27 和電刷觀，主軸8圓周側部設有由絕緣體四製成的絕緣槽30，絕緣槽30與電刷28徑向對應設置，絕緣槽30內設有與電刷觀轉動連接的陰陽極31，陰陽極31通過導線32與超聲波 換能器M連接。工作使用時，將T型螺釘33和圓周旋轉定位凸臺1將下支撐板2連接到普通工具機 34的中託板35上，工件36卡裝在卡盤37和頂尖38之間，超聲旋風銑主軸裝置的軸線應和 工件36安裝方向平行，隨按著工件36的轉動，電機4帶動超聲旋風銑主軸裝置對工件36 進行高速精密切削作業。電機4通過皮帶輪21、三角帶22和皮帶輪18帶動主軸8轉動、主 軸8通過變幅杆9帶動成型銑刀19高速旋轉，超聲波發生器產生的高頻電震蕩通過電刷接 線盒27和電刷觀傳給超聲波換能器24，高頻電振蕩通過超聲波換能器M轉換為高頻機械 振蕩，再通過變幅杆9的放大作用將高頻機械振蕩的振幅放大到滿足成型銑刀19的加工要 求，從而使成型銑刀19產生高頻振動，進行超聲旋風銑。這樣就在不改變普通工具機34傳動 鏈結構的情況下實現大型工件36精密螺紋的加工。通過調整固定螺栓6在弧形調節孔5內的固定位置，可以調整主軸8 (成型銑刀 19的旋轉軸線)與工件36迴轉軸線之間的切削角度M，M即為被加工工件36螺紋的螺旋升 角，這樣也便於加工不同類型、不同規格的工件。
權利要求
1.高精螺旋線加工超聲旋風銑設備，其特徵在於包括圓周旋轉定位凸臺、圓周旋轉 定位凸臺上設置的下支撐板、下支撐板上設置的上支撐板，上支撐板上設有電機和超聲旋 風銑主軸裝置，電機的動力輸出端與超聲旋風銑主軸裝置的動力輸入端傳動連接。
2.根據權利要求1所述的高精螺旋線加工超聲旋風銑設備，其特徵在於所述下支撐 板上設有至少兩道弧形調節孔，下支撐板通過穿設在弧形調節孔內的調整固定螺栓與上支 撐板連接。
3.根據權利要求1或2所述的高精螺旋線加工超聲旋風銑設備，其特徵在於所述超 聲旋風銑主軸裝置包括主軸箱、與主軸箱轉動密封連接且同軸設置的主軸和變幅杆，主軸 外端和變幅杆外端分別設有位於主軸箱外的皮帶輪和成型銑刀，該皮帶輪與電機動力輸出 軸上的皮帶輪通過三角帶連接，主軸在主軸箱內的部分為一端開口的空腔結構，主軸空腔 內設有超聲波換能器，變幅杆內端插設在主軸空腔內並與超聲波換能器通過雙頭螺栓可拆 卸連接，變幅杆與主軸通過螺釘可拆卸連接；主軸箱外側部和內側部分別設有電刷接線盒 和電刷，主軸圓周側部設有由絕緣體製成的絕緣槽，絕緣槽與電刷徑向對應設置，絕緣槽內 設有與電刷轉動連接的陰陽極，陰陽極通過導線與超聲波換能器連接。
全文摘要
本發明公開了一種高精螺旋線加工超聲旋風銑設備，包括圓周旋轉定位凸臺、圓周旋轉定位凸臺上設置的下支撐板、下支撐板上設置的上支撐板，上支撐板上設有電機和超聲旋風銑主軸裝置，電機的動力輸出端與超聲旋風銑主軸裝置的動力輸入端傳動連接。本發明調整方便、靈活、表面精度高、切削效率高，可以實現一次走刀完成較高質量的螺紋加工，可以彌補普通冷切削加工的不足，加工效率是普通加工方法3～5倍，尤其適用於硬脆等難加工材料的加工，顯著提高螺紋的加工質量，實用性強，易於推廣應用。
文檔編號B23G1/00GK102133664SQ20111002793
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者崔峰, 李瑜, 童景琳, 趙波, 高國富 申請人:河南理工大學