專利名稱：一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法及裝置，具體地說 是一種應(yīng)用在于現(xiàn)代機(jī)械加工的振動切削技術(shù)的電控液擊激振裝置及其電 控液擊激振方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人們對各種精密機(jī)械零件的加工精度
和表面質(zhì)量的要求越來越高；同時(shí)，在機(jī)械制造中日益廣泛地采用不銹鋼、 耐熱鋼及鈦合金等各種難加工材料，這對切削加工技術(shù)也提出了更高的要求， 給切削加工帶來了更大的困難。利用傳統(tǒng)的切削加工方法，效率很低，難以 保證高精度的技術(shù)要求，有的甚至無法加工，為此出現(xiàn)許多新的切削加工方 法，振動切削就是其中一種新興的加工方法。它是利用專門設(shè)置的振動裝置， 通過控制振動的振幅和頻率，給刀具或工件施以一個(gè)或多個(gè)不同方向的低頻、 中頻或者超聲振動，使傳統(tǒng)封閉切削區(qū)加工變成切削區(qū)周期性打開的間斷、 瞬間、往復(fù)的斷續(xù)切削過程。振動切削加工方法已成為精密加工、超精密加 工的重要發(fā)展方向，可以應(yīng)用于難加工材料和難加工結(jié)構(gòu)。
激振裝置是振動切削的核心技術(shù)之一。在目前的振動切削激振裝置中， 根據(jù)振動激勵(lì)方式可分為機(jī)械式、液壓式、電磁式、壓電式和超聲波式激振 裝置等。其中機(jī)械式激振裝置不足之處是工作噪音大，磨損嚴(yán)重；液壓式激
振裝置缺點(diǎn)是能耗高，換向速度慢，動力學(xué)響應(yīng)速度相對較慢；電磁式振動 裝置的缺點(diǎn)是發(fā)熱嚴(yán)重，不能長時(shí)間工作；壓電式振動裝置的缺點(diǎn)是輸出功 率有限，無法完全滿足振動切削加工的要求；超聲波式激振裝置，往往由于結(jié) 合松動、發(fā)熱、疲勞和振幅波動等原因，限制了其在生產(chǎn)中的廣泛使用。2009 年2月公開了有液擊式激振方法及裝置，該裝置是通過液路瞬時(shí)被關(guān)斷，液 壓急劇增高而產(chǎn)生的液擊能，并以液擊能為激振裝置的激振源。
上述振動裝置，除了 2009年2月公開的液擊式激振裝置外，它們的激振 系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，它們共同的缺點(diǎn)就是應(yīng)用于振動切削時(shí)自身不能為刀具提供冷卻液，振動切削系統(tǒng)相對較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種能克服上述已有技術(shù)的不足，將激振系統(tǒng)和 切削冷卻系統(tǒng)合二為一、結(jié)構(gòu)緊湊小巧，以液擊能作為激振源的應(yīng)用于振動 切削的電控液擊激振裝置。
本發(fā)明目的之二是提供一種控制方便的應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振 方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝 置，包括有振動體3、活塞4、復(fù)位彈簧9和活閥11，振動體上端設(shè)有進(jìn)液 口 1，活塞安裝在進(jìn)液口的下方，導(dǎo)向平鍵5通過螺釘6固定在活塞上，導(dǎo) 向平鍵下面安裝有復(fù)位彈簧，導(dǎo)向平鍵和復(fù)位彈簧外周安裝有活塞套筒8， 活塞套筒通過活塞套筒螺釘18固定在振動體上；活塞、活塞套筒側(cè)壁上分別 開有活塞孔7和活塞套筒孔14，活塞的下端中空，活塞下端部與轉(zhuǎn)換接柄連 接；活閥安裝在切削液主路13的下行路段，活閥的閥芯上有活閥通孔12， 活閥的軸芯與電機(jī)17的轉(zhuǎn)軸連接；在切削液主路的上側(cè)和底部分岔的孔道口 上分別裝有密封用的上側(cè)圓柱塞10和底部圓柱塞16，在切削液主路的下側(cè) 分岔的孔道口上安裝有切削液分流管15;電機(jī)安裝在振動體上。
所述的振動體3為一金屬實(shí)體，為了在振動體內(nèi)設(shè)進(jìn)液口 l和切削液主 路13，以及安裝活塞4、活塞套筒8和活閥11，因此需在振動體上鉆孔道， 先按進(jìn)液口的口徑鉆一個(gè)貫穿上下的第1孔道，再按活塞頭部的直徑從振動 體底部對第1孔道進(jìn)行一次擴(kuò)孔，以后再按活塞套筒8的直徑從振動體底部 進(jìn)行二次擴(kuò)孔；在進(jìn)液口與活塞頭部之間，從振動體的側(cè)面鉆第2個(gè)孔道與 第l孔道連通；再從振動體的底部向上鉆第3個(gè)孔道與第2個(gè)孔道連通；再 按活塞套筒8上的活塞套筒孔14的孔徑從振動體的側(cè)面鉆第4個(gè)孔道與第3 個(gè)孔道及活塞套筒孔14連通；所鉆的4個(gè)孔道連通后與活塞孔7、活塞下部 的空腔構(gòu)成切削液主路13，為了使振動體在工作時(shí)能夠有優(yōu)良的密封性及承 受切削液的高壓，在切削液主路的上側(cè)和底部分岔的孔道口中分別裝有密封 用的上側(cè)圓柱塞10和底部圓柱塞16，將兩個(gè)孔道口塞緊密封，在切削液主 路的下側(cè)分岔的孔道口中安裝有切削液分流管15。
所述的活塞4安裝在振動體內(nèi)、在進(jìn)液口 1的下方，導(dǎo)向平鍵5有2個(gè)，通過螺釘6固定在活塞兩側(cè)壁上，在導(dǎo)向平鍵下面安裝有復(fù)位彈簧9，導(dǎo)向 平鍵和復(fù)位彈簧外周安裝有活塞套筒8，活塞、活塞套筒側(cè)壁上分別開有2 個(gè)活塞孔7和1個(gè)活塞套筒孔14，活塞的下端中空，在切削液主路13導(dǎo)通 時(shí)切削液可以通過活塞下端空腔流入刀具發(fā)揮冷卻、沖屑作用；活塞下端部 可以安裝標(biāo)準(zhǔn)的刀具轉(zhuǎn)換接柄，如莫氏三號轉(zhuǎn)換接柄，通過莫氏三號轉(zhuǎn)換接 柄可以安裝不同型號的空心刀具，以滿足不同加工工藝的要求；當(dāng)切削液主 路13關(guān)斷時(shí)，液腔內(nèi)液壓驟增發(fā)生液擊現(xiàn)象，瞬時(shí)高壓產(chǎn)生的脈沖力使活塞 向下運(yùn)動壓縮彈簧，液路導(dǎo)通液腔內(nèi)液壓驟減活塞受彈簧力向上運(yùn)動，液路 周期性地導(dǎo)通與關(guān)斷，活塞受迫上下運(yùn)動形成振動，活塞最終把振動能量傳 遞給刀具進(jìn)行振動切削。
所述的導(dǎo)向平鍵5其作用在于限制活塞的周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。所述的活塞套 筒8安裝在導(dǎo)向平鍵和復(fù)位彈簧外周，活塞套筒對活塞進(jìn)行導(dǎo)向，使其在活 塞套筒內(nèi)上下運(yùn)動并支撐復(fù)位彈簧9。所述的復(fù)位彈簧，其作用在于提供彈 簧回復(fù)力，當(dāng)切削液主路13導(dǎo)通時(shí)彈簧回復(fù)力推動活塞向上運(yùn)動。
所述的活閥11，安裝在切削液主路13的下行路段?；铋y的閥芯上有l(wèi) 3條活閥通孔，活閥的結(jié)構(gòu)如圖4、 5、 6、 7、 8、 9所示；當(dāng)活閥的閥芯上只 有1條活閥通孔時(shí)，活閥有垂直軸線方向的活閥通孔，當(dāng)活閥的閥芯上有2 條活閥通孔時(shí)，2條活闊通孔軸線相交于中心點(diǎn)且互相垂直，當(dāng)活閥的閥芯 上有3條活閥通孔時(shí)，3條活閥通孔軸線相交于中心點(diǎn)且夾角為6(T 。通過 改變活閥通孔數(shù)，可以改變振動裝置的最大振動頻率。活閥在電機(jī)的帶動下 旋轉(zhuǎn)，活閥的轉(zhuǎn)動使切削液主路13周期性的被瞬間關(guān)斷、導(dǎo)通產(chǎn)生液擊激振。 當(dāng)切削液主路被關(guān)斷時(shí)，切削液的高壓脈沖力推動活塞向下運(yùn)動壓縮彈簧； 當(dāng)液路導(dǎo)通時(shí)，液流經(jīng)活閥通孔、活塞孔，從活塞下部沖向刀具發(fā)揮冷卻、 沖屑作用，此時(shí)活塞受壓驟減彈簧復(fù)位。
本發(fā)明增加活閥通孔條數(shù)可提高活塞振動頻率。設(shè)活閥通孔條數(shù)為n (n=l, 2， 3)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為r，則活閥振動頻率f二2knr，公式中k為比例系
數(shù)，可見通過改變活閥的活閥通孔條數(shù)，也可改變活塞振動頻率范圍，可適 應(yīng)更多的切削工藝，滿足不同材料的加工要求。
所述切削液主路13，導(dǎo)通時(shí)切削液2由進(jìn)液口 l流入，經(jīng)液腔、活閥通 孔12、下行轉(zhuǎn)向活塞套筒孔14、活塞孔7、從活塞4下端流出。
6所述切削液分流管15安裝在切削液主路的下側(cè)分岔的孔道口中，切削液
分流管外端連接一個(gè)控制閥，控制閥通過管道連接到高壓泵的回油箱，在切
削液主路13導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)?shù)毒叩睦鋮s和排屑不需太多切削液時(shí)，過量的切削液 可通過切削液分流管15分流，分流量由外接的控制閥控制將切削液送回到液 壓泵的回油箱。
所述的安裝在振動體上的電機(jī)17，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與活閥的軸芯連接。采用 的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)或直流伺服電機(jī)。本發(fā)明的裝置通過電機(jī) 帶動活閥旋轉(zhuǎn)，選擇不同額定轉(zhuǎn)速的電機(jī)，可獲得不同的活塞振動的頻率， 即通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速就可方便地調(diào)節(jié)活塞的振動頻率；將裝置應(yīng)用于振動切 削時(shí)還可設(shè)置對振幅和頻率的檢測和補(bǔ)償環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)液路流量和電機(jī)轉(zhuǎn)速， 使振幅和頻率達(dá)到設(shè)定值，可以較好地解決加工過程中振幅衰減、頻率不穩(wěn) 定的技術(shù)難題。
目前機(jī)械式、液壓式、電磁式、壓電式、超聲波式激振裝置一般都包括 有激振裝置和切削冷卻兩大系統(tǒng)，本發(fā)明的激振裝置將振動系統(tǒng)和切削冷卻 系統(tǒng)兩大系統(tǒng)合二為一，采用液擊能激振源，產(chǎn)生液擊能的切削液同時(shí)作為 切削冷卻系統(tǒng)的冷卻液，因此本發(fā)明的激振裝置簡化了切削冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)， 使激振裝置的結(jié)構(gòu)更簡潔、緊湊和小巧。本發(fā)明的激振裝置的振動頻率通過 電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，頻率調(diào)節(jié)方便、調(diào)節(jié)范圍寬。
本發(fā)明電控液擊激振裝置運(yùn)行時(shí)，當(dāng)活閥上的活閥通孔與切削液主路13 的下行路段連通時(shí)，切削液主路是暢通的切削液通過液壓泵增壓后由振動 體的進(jìn)液口l流入，流經(jīng)活閥通孔、下行轉(zhuǎn)向活塞套筒孔14、活塞孔7后從 活塞底部流入轉(zhuǎn)換接柄，最終從刀具流出發(fā)揮冷卻、沖屑作用，帶壓力的切 削液具有更好的冷卻和排屑效果。
本發(fā)明提供了一種能產(chǎn)生液擊能進(jìn)行振動切削的電控激振裝置，同時(shí)也 提供了一種利用本電控激振裝置應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法，以液 擊能為激振裝置的激振源，電控液擊激振的操作步驟如下
① 配備一臺電控液擊激振裝置，把裝置安裝在機(jī)床上，把轉(zhuǎn)換接柄裝在 活塞下端部，然后將刀具固定在轉(zhuǎn)換接柄上；選擇好切削液并配備一臺液壓 泵；在切削液分流管外端安裝控制閥和與液壓泵回油箱連接的管道；
② 設(shè)定切削液的流量、壓力和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，切削液的流量為0.5 80L/min、壓力為0. 05 24MPa，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為10 5000r/min;
③打開液壓泵的開關(guān)，電控艱擊激振裝置處初始狀態(tài)，活塞和復(fù)位彈簧 處于不受壓狀態(tài)，活閥上的活閥通孔與切削液主路下行路段連通，液路導(dǎo)通， 切削液由進(jìn)液口流入，經(jīng)切削液主路，從活塞下部的刀具流出，過量的切削 液經(jīng)切削液分流管分流送回液壓泵的回油箱；
④打開電機(jī)的開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動活閥轉(zhuǎn)動，當(dāng)活閥轉(zhuǎn)動使活閥通孔與 切削液主路的下行路段不連通時(shí)，切削液主路被瞬間關(guān)斷，液腔內(nèi)液壓猛然 增大，發(fā)生液擊現(xiàn)象，瞬時(shí)高壓產(chǎn)生的高壓脈沖推力作用在活塞上，活塞在 高壓脈沖力作用下向下運(yùn)動壓縮彈簧；
⑤ 當(dāng)活閥旋轉(zhuǎn)使活閥通孔再次與切削液主路的下行路段連通時(shí)，液路導(dǎo) 通，液腔內(nèi)壓力驟減，切削液再次沿切削液主路流向活塞底部冷卻刀具和沖 屑；同時(shí)活塞在復(fù)位彈簧的回復(fù)力作用下向上運(yùn)動；
⑥ 活闊在電機(jī)的帶動下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，活閥通孔周期性地關(guān)斷、導(dǎo)通切削液 主路，液腔內(nèi)周期性地發(fā)生液擊現(xiàn)象，高壓脈沖力作用在活塞和復(fù)位彈簧組 成的彈簧質(zhì)量體上，活塞受迫上下運(yùn)動形成振動，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制振動 的頻率；通過活塞把液擊振動能傳遞給刀具轉(zhuǎn)換接柄和刀具進(jìn)行振動切削。
本發(fā)明一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法，是以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和 液流流量產(chǎn)生液擊能作為激振裝置的激振源，具有能量傳遞損耗小，效率高， 起振容易，振動頻率、振幅容易控制，液擊激振操作方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于振 動切削可以突破傳統(tǒng)加工工藝的加工范圍，具有廣闊的市場前景。
本發(fā)明所使用的切削液是產(chǎn)生液擊能的液體同時(shí)也作為切削冷卻液體， 通過調(diào)整切削液的流量和電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整振動裝置的振 幅和頻率等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更多的切削工藝，滿足不同材料的加工要求。
本發(fā)明一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法和裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明的激振源是液擊能，與目前已有的機(jī)械式、液壓式、電磁式、 壓電式和超聲波式激振裝置的振動激勵(lì)方式完全不同，具有能量傳遞損耗小， 效率高的優(yōu)點(diǎn)。
2、 本發(fā)明的激振裝置將激振和切削冷卻兩大系統(tǒng)合二為一，切削液是產(chǎn) 生液擊能的液體同時(shí)也作為切削冷卻液體，因此簡化了切削冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)， 降低了系統(tǒng)成本。使裝置結(jié)構(gòu)更簡潔、緊湊，體積小巧，實(shí)用性強(qiáng)，使用方便，可形成與生產(chǎn)線配套的專用設(shè)備部件，適合在生產(chǎn)線總體上基本維持不 變的情況下，在一些關(guān)鍵工序上進(jìn)行振動切削技術(shù)的更新改造。
3、 本發(fā)明充分發(fā)揮了切削液的使用價(jià)值，它即作為能量傳遞的介質(zhì)，又 可以充分發(fā)揮切削液的冷卻和排屑功效，降低切削溫度，提高切削質(zhì)量；
4、 本發(fā)明通過調(diào)整切削液的流量和電機(jī)轉(zhuǎn)速，可方便在很寬的范圍內(nèi)調(diào) 整激振裝置的振動振幅和頻率等參數(shù)，電機(jī)可選擇步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，選 擇不同的額定轉(zhuǎn)速，就可調(diào)節(jié)活塞的振動頻率；在生產(chǎn)線上還可設(shè)置對振幅 和頻率的檢測和補(bǔ)償環(huán)節(jié)來調(diào)節(jié)液路流量和電機(jī)轉(zhuǎn)速，使振幅和頻率達(dá)到設(shè) 定值，可以較好地解決加工過程中振幅衰減、頻率不穩(wěn)定的技術(shù)難題，從而 實(shí)現(xiàn)更多的切削工藝，滿足不同材料的加工要求。


本發(fā)明的一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法和裝置用附圖作進(jìn)一 步說明。
圖1為本發(fā)明一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置的主視示意圖。 圖2為本發(fā)明的電控液擊激振裝置的仰視示意圖。 圖中有四個(gè)活塞套筒螺釘18把活塞套筒8固定在振動體3上。 圖3為本發(fā)明的電控液擊激振裝置的左視示意圖。
圖4為本發(fā)明圖1的E-E向剖視示意圖，圖中的裝置處于初始狀態(tài)，活 塞4和復(fù)位彈簧9處于初始位置；切削液主路13導(dǎo)通，活閥11有1條活閥 通孔12，活閥通孔12與切削液主路13的下行路段連通，切削液2由進(jìn)液口 1流入，經(jīng)活閥通孔12、下行轉(zhuǎn)向活塞套筒孔14、活塞孔7，從活塞4下端 流出，過量的切削液通過切削液分流管15分流。
圖5為圖3的D-D向剖視圖。
圖6為本發(fā)明活閥有2條活閥通孔12的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為圖6的A-A向剖視示意圖。 圖8為本發(fā)明活閥有3條活閥通孔12的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9為圖8的B-B向剖視示意圖。
圖10為本發(fā)明的裝置處于切削液主路被關(guān)斷時(shí)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中 活閥11的活閥通孔12與切削液主路13的下行路段不連通，液路被關(guān)斷，發(fā) 生液擊現(xiàn)象，活塞4在切削液2高壓脈沖力的作用下向下運(yùn)動壓縮彈簧。
9上述圖中l(wèi)進(jìn)液口、 2切削液、3振動體、4活塞、5導(dǎo)向平鍵、6螺釘、 7活塞孔、8活塞套筒、9復(fù)位彈簧、IO上側(cè)圓柱塞、ll活閥、12活閥通孔、 13切削液主路、14活塞套筒孔、15切削液分流管、16底部圓柱塞、17電機(jī)、 18活塞套筒螺釘。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l: 一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置，其結(jié)構(gòu)如圖l、 2、 3和4所示。包括振動體3上端設(shè)有的進(jìn)液口 1、活塞4、有2個(gè)導(dǎo)向平鍵5、 螺釘6、活塞套筒8、復(fù)位彈簧9、活閥11、切削液主路13、切削液分流管 15、電機(jī)17和2個(gè)密封用圓柱塞。先用螺釘把2個(gè)導(dǎo)向平鍵固定在活塞兩側(cè)， 在導(dǎo)向平鍵下面安裝復(fù)位彈簧，導(dǎo)向平鍵和復(fù)位彈簧外周安裝活塞套筒，活 塞安裝在振動體內(nèi)，在進(jìn)液口下方，因此把活塞、活塞套筒從振動體底部裝 入，將活塞套筒側(cè)壁上的活塞套筒孔14和活塞孔7朝向切削液主路，用活塞 套筒螺釘18固定；活塞的下端中空，活塞下端部可固定莫氏三號轉(zhuǎn)換接柄， 刀具固定在接柄中；活閥安裝在切削液主路的下行路段，活閥的閥芯上有1 條活閥通孔12，活閥的軸芯與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，振動體的上側(cè)和底部與切削 液主路的分岔的孔道口上分別安裝上密封用的上側(cè)圓柱塞10和底部圓柱塞 16，在切削液主路的下側(cè)分岔的孔道口中安裝切削液分流管；選用步進(jìn)式電 機(jī)安裝在振動體上。
實(shí)施例2: —種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置，活閥上有2條活 閥通孔，2條活閥通孔的軸線相交于中心點(diǎn)且相互垂直，選用直流伺服電機(jī)， 其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例l相同。
實(shí)施例3: —種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置，活閥有3條活閥通 孔，3條活閥通孔相交于中心點(diǎn)且夾角為60° ，選用交流伺服電機(jī)，其余結(jié) 構(gòu)與實(shí)施例l相同。
實(shí)施例4:一種將實(shí)施例1的電控液擊激振裝置應(yīng)用于振動切削電控液擊 激振方法，其電控液擊激振的操作步驟如下-
①配備一臺電控液擊激振裝置，把裝置安裝在機(jī)床上，在活塞下端固定 莫氏三號轉(zhuǎn)換接柄，將刀具固定在莫氏三號轉(zhuǎn)換接柄上；選擇好切削液并配 備一臺液壓泵；在切削液分流管15外端安裝控制閥和與液壓泵回油箱連接的 管道；
10② 根據(jù)本例切削產(chǎn)品的材料是塑料，設(shè)定切削液的流量為1L/min、壓力 3MPa，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為500r/min;
③ 打開液壓泵的開關(guān)，電控液擊激振裝置處初始狀態(tài)，活塞和復(fù)位彈簧 處于不受壓狀態(tài)，活閥上的活閥通孔與切削液主路下行路段連通，如圖4所 示，液路導(dǎo)通，切削液由進(jìn)液口流入，經(jīng)過活閥通孔，下行轉(zhuǎn)向活塞套筒孔 14、活塞孔7，從活塞4下端流出，過量的切削液通過切削液分流管15分流；
④ 打開電機(jī)的開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動活閥轉(zhuǎn)動，當(dāng)活閥轉(zhuǎn)動使活閥通孔與 切削液主路的下行路段不連通時(shí)，如圖10所示，切削液主路被瞬間關(guān)斷，液 腔內(nèi)液壓猛然增大，發(fā)生液擊現(xiàn)象，瞬時(shí)高壓產(chǎn)生的高壓脈沖推力作用在活 塞上，活塞在脈沖力作用下向下運(yùn)動壓縮彈簧；
⑤ 當(dāng)電機(jī)帶動活閥旋轉(zhuǎn)使活閥通孔再次與切削液主路的下行路段連通 時(shí)，液路導(dǎo)通，液腔內(nèi)壓力驟減，切削液再次沿切削液主路流向活塞底部， 發(fā)揮冷卻刀具和沖屑作用，同時(shí)活塞在復(fù)位彈簧的回復(fù)力作用下向上運(yùn)動；
⑥ 活閥在電機(jī)帶動下連續(xù)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，活閥通孔周期性地關(guān)斷、導(dǎo)通切 削液主路，液腔內(nèi)周期性地發(fā)生液擊現(xiàn)象，高壓脈沖力作用在活塞和復(fù)位彈 簧組成的彈簧質(zhì)量體，活塞受迫上下運(yùn)動形成振動，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制振 動的頻率；通過活塞把液擊振動能傳遞給莫氏三號轉(zhuǎn)換接柄和刀具進(jìn)行振動 切削。
實(shí)施5: —種將實(shí)施例2的電控液擊激振裝置應(yīng)用于振動切削電控液擊 激振方法，切削液的流量為60L/min、壓力為20MPa，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000 r/min;其余的操作方法同實(shí)施例4。
本發(fā)明的電控液擊激振方法中，使用的切削液是產(chǎn)生液擊能的液體同時(shí) 也作為切削冷卻液體，因而簡化了切削冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本， 本發(fā)明的裝置體積小巧、實(shí)用性強(qiáng)，使用方便，可形成與生產(chǎn)線配套的專用 設(shè)備部件，適合在生產(chǎn)線總體上基本維持不變的情況下，在一些關(guān)鍵工序上 進(jìn)行振動切削技術(shù)的更新改造，可以突破傳統(tǒng)加工工藝和材料的范圍，具有 廣闊的市場前景。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置，包括有振動體、活塞、復(fù)位彈簧和活閥，其特征在于振動體上端設(shè)有進(jìn)液口，活塞安裝在進(jìn)液口的下方，導(dǎo)向平鍵通過螺釘固定在活塞上，導(dǎo)向平鍵下面安裝有復(fù)位彈簧，導(dǎo)向平鍵和復(fù)位彈簧外周安裝有活塞套筒，活塞套筒通過活塞套筒螺釘固定在振動體上；活塞、活塞套筒側(cè)壁上分別開有活塞孔和活塞套筒孔，活塞的下端中空，活塞下端部與轉(zhuǎn)換接柄連接；活閥安裝在切削液主路的下行路段，活閥的閥芯上有活閥通孔，活閥的軸芯與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；在切削液主路的上側(cè)和底部分岔的孔道口中分別裝有密封用的上側(cè)圓柱塞和底部圓柱塞，在切削液主路的下側(cè)分岔的孔道口中安裝有切削液分流管；電機(jī)安裝在振動體上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置， 其特征在于活閥的閥芯上的活閥通孔有1 3條。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝 置，其特征在于當(dāng)活閥的閥芯上只有1條活閥通孔時(shí)，活閥有垂直軸線方向 的活閥通孔，當(dāng)活閥的閥芯上有2條活閥通孔時(shí)，2條活閥通孔軸線相交于 中心點(diǎn)且互相垂直，當(dāng)活閥的閥芯上有3條活閥通孔時(shí)，3條活閥通孔軸線 相交于中心點(diǎn)且夾角為60。。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振裝置， 其特征在于采用的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)或直流伺服電機(jī)。
5、 一種將權(quán)利要求1所述的裝置應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振的方 法，以液擊能為激振裝置的激振源，其特征在于電控液擊激振的操作步驟如 下① 配備一臺電控液擊激振裝置，把裝置安裝在機(jī)床上，把轉(zhuǎn)換接柄裝在 活塞下端部，然后將刀具固定在轉(zhuǎn)換接柄上；選擇好切削液并配備一臺液壓 泵；在切削液分流管外端安裝控制閥和與液壓泵回油箱連接的管道；② 設(shè)定切削液的流量、壓力和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，切削液的流量為0.5 80L/min、壓力為0. 05 24MPa，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為10 5000r/min;③ 打開液壓泵的開關(guān)，電控液擊激振裝置處初始狀態(tài)，活塞和復(fù)位彈簧 處于不受壓狀態(tài)，活閥上的活閥通孔與切削液主路下行路段連通，液路導(dǎo)通， 切削液由進(jìn)液口流入，經(jīng)切削液主路，從活塞下部的刀具流出，過量的切削 液經(jīng)切削液分流管分流送回液壓泵的回油箱；④ 打開電機(jī)的開關(guān)，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動活閥轉(zhuǎn)動，當(dāng)活閥轉(zhuǎn)動使活閥通孔與 切削液主路的下行路段不連通時(shí)，切削液主路被瞬間關(guān)斷，液腔內(nèi)液壓猛然 增大，發(fā)生液擊現(xiàn)象，瞬時(shí)高壓產(chǎn)生的高壓脈沖推力作用在活塞上，活塞在 高壓脈沖力作用下向下運(yùn)動壓縮彈簧；⑤ 當(dāng)活閥旋轉(zhuǎn)使活閥通孔再次與切削液主路的下行路段連通時(shí)，液路導(dǎo) 通，液腔內(nèi)壓力驟減，切削液再次沿切削液主路流向活塞底部冷卻刀具和沖 屑；同時(shí)活塞在復(fù)位彈簧的回復(fù)力作用下向上運(yùn)動；⑥ 活閥在電機(jī)的帶動下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，活閥通孔周期性地關(guān)斷、導(dǎo)通切削液 主路，液腔內(nèi)周期性地發(fā)生液擊現(xiàn)象，高壓脈沖力作用在活塞和復(fù)位彈簧組 成的彈簧質(zhì)量體上，活塞受迫上下運(yùn)動形成振動，通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制振動 的頻率；通過活塞把液擊振動能傳遞給刀具轉(zhuǎn)換接柄和刀具進(jìn)行振動切削。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于振動切削的電控液擊激振方法及裝置，裝置包括振動體、活塞、導(dǎo)向平鍵、活塞套筒、復(fù)位彈簧、活閥、圓柱塞、切削液分流管和電機(jī)，裝置的激振系統(tǒng)和切削冷卻系統(tǒng)合二為一，產(chǎn)生液擊能的切削液同時(shí)作為切削刀具的冷卻液。本發(fā)明的方法是以電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動活閥旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)液路的瞬時(shí)導(dǎo)通與關(guān)斷，液路關(guān)斷液腔內(nèi)液壓驟增發(fā)生液擊現(xiàn)象，瞬時(shí)高壓產(chǎn)生的脈沖力使活塞向下運(yùn)動壓縮彈簧，液路導(dǎo)通活塞受彈簧力作用向上運(yùn)動，液路周期性地導(dǎo)通與關(guān)斷，活塞受迫上下運(yùn)動形成振動。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)緊湊小巧，效率高，起振容易，振動振幅和頻率易控制，使用方便，應(yīng)用于振動切削可以突破傳統(tǒng)加工工藝與材料的范圍，具有廣闊的市場前景。
文檔編號B23Q5/02GK101537577SQ200910061800
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者星 匡, 吉金鵬, 羅明成, 饒建華 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)