一種縱向激勵式超聲振動銑削刀柄裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明提供一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置，它設(shè)及一種縱向激勵式超聲 振動銳削刀柄，可安裝于傳統(tǒng)銳削設(shè)備上，對材料實現(xiàn)超聲振動銳削加工。屬于超聲振動銳 削技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著航空航天事業(yè)的快速發(fā)展，對飛行器的性能要求也不斷提高，現(xiàn)代飛行器在 保證滿足飛行器所要求的強度與剛度等設(shè)計性能要求的情況下，減輕結(jié)構(gòu)重量、提高飛機(jī) 結(jié)構(gòu)的整體性是必然發(fā)展趨勢，采用鐵合金、復(fù)合材料等材料的薄壁結(jié)構(gòu)件具有高強度、重 量輕、高承載等特點，在航空航天領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在薄壁零件加工過程中面 臨由于切削力大、切削溫度高W及顫振等因素的影響，導(dǎo)致的零件加工精度低、效率低、刀 具壽命低W及零件表面質(zhì)量差等問題，甚至整個工件的報廢，嚴(yán)重影響加工效率。因此，高 精度、高質(zhì)量W及高效率的加工技術(shù)已成為航空航天領(lǐng)域的迫切需求。
[0003] 超聲振動切削屬于高頻斷續(xù)切削，相對于傳統(tǒng)切削有很多優(yōu)勢：顯著降低切削力、 提高加工精度和表面質(zhì)量、抑制顫振、減小殘余應(yīng)力抑制加工變形、延長刀具壽命等。超聲 振動銳削技術(shù)屬于先進(jìn)加工制造技術(shù)，多應(yīng)用于航空航天制造領(lǐng)域。超聲振動銳削技術(shù)應(yīng) 用到鐵合金薄壁銳削、陶瓷等硬脆材料W及復(fù)合材料加工中，方式能夠顯著降低切削力、減 小讓刀變形、提高加工精度、抑制加工顫振、提高加工質(zhì)量W及延長刀具壽命等;對于復(fù)材 加工可W顯著減少材料分層、撕裂、起毛等加工缺陷的產(chǎn)生，提高加工質(zhì)量。
[0004] 國內(nèi)外對于超聲銳削技術(shù)的研究很少，大多數(shù)是將工件驅(qū)動起來，令工件進(jìn)行振 動，并且現(xiàn)有的超聲銳削設(shè)備多為大型超聲機(jī)床，價格昂貴，且大多面向復(fù)材、玻璃等硬脆 材料的加工。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置，它是一種小型化、 高剛性的，可安裝于常用普通銳削設(shè)備的超聲刀柄，W提升普通銳削機(jī)床的加工能力及加 工范圍，對多種材料實現(xiàn)超聲振動銳削加工，充分發(fā)揮超聲振動銳削加工的優(yōu)良特性，提高 零件的加工精度、質(zhì)量和效率。
[0006] 技術(shù)方案：
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[000引本發(fā)明一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置，主要包括:導(dǎo)電滑環(huán)，超聲振動銳 削換能器，非標(biāo)BT50刀柄W及連接固定所需標(biāo)準(zhǔn)的M3和M4螺栓。它們相互之間的連接關(guān)系 是:超聲振動銳削換能器通過法蘭與非標(biāo)BT50刀柄通過標(biāo)準(zhǔn)的M4螺栓進(jìn)行連接，最后將導(dǎo) 電滑環(huán)用標(biāo)準(zhǔn)的M3的螺栓固定在非標(biāo)BT50刀柄上。
[0009]所述導(dǎo)電滑環(huán)是中部設(shè)有圓孔且有供電輸入、輸出端口的圓盤形件，其功能是給 高速旋轉(zhuǎn)中的超聲刀柄提供激勵電壓；導(dǎo)電滑環(huán)包括轉(zhuǎn)子和定子，導(dǎo)電滑環(huán)定子設(shè)有定子 固定部位，間接固定在機(jī)床主軸外殼上，不旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了回轉(zhuǎn)供電。該定子固定部位是 將導(dǎo)電滑環(huán)定子直徑方向伸出一部分，并在上面設(shè)有6個通孔，用于通過標(biāo)準(zhǔn)的M3的螺栓將 導(dǎo)電滑環(huán)固定到非標(biāo)BT50刀柄上面。
[0010] 所述超聲振動銳削換能器是由非標(biāo)銳刀、前蓋板、陶瓷堆、后蓋板W及緊固螺栓組 成。它們的連接關(guān)系是非標(biāo)銳刀通過螺紋的連接方式連接到前蓋板上，然后前蓋板、陶瓷堆 和后蓋板通過緊固螺栓連接起來。
[0011] 該非標(biāo)銳刀是將標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金銳刀末端熱裝螺紋頭，用于與前蓋板螺紋孔進(jìn)行 連接，該連接方式拆裝方便而且不易產(chǎn)生掉刀;此外該非標(biāo)銳刀相當(dāng)于超聲振動銳削換能 器的變幅桿。
[0012] 該前蓋板設(shè)有前蓋板法蘭，且前蓋板法蘭上面開有通孔，用于與非標(biāo)BT50刀柄的 法蘭連接部位配合連接，將超聲振動銳削換能器很好的刀固定在非標(biāo)BT50刀柄上;該前蓋 板法蘭上面還開有通氣孔，用于超聲振動銳削換能器的冷卻，解決超聲振動銳削換能器的 發(fā)熱問題。該超聲振動銳削換能器發(fā)熱問題的解決是通過機(jī)床主軸中屯、出氣、非標(biāo)BT50刀 柄W及超聲振動銳削換能器前蓋板的通氣孔Ξ個位置實現(xiàn)的，其實現(xiàn)方式為:機(jī)床主軸中 屯、出來的氣體，通過非標(biāo)BT50刀柄內(nèi)部的空腔吹到超聲振動銳削換能器上面，然后氣體從 超聲振動銳削換能器前蓋板的通氣孔吹出，從而氣體將超聲振動銳削換能器的熱量帶走， 實現(xiàn)超聲振動銳削換能器的冷卻，解決了超聲振動銳削換能器的發(fā)熱問題。
[0013] 該陶瓷堆是由壓電陶瓷片和銅電極構(gòu)成，將四片縱向極化的壓電陶瓷片，按照相 鄰兩片壓電陶瓷片極化方向相反布置，將銅電極放置到兩片壓電陶瓷片之間，用于向壓電 陶瓷片加載電壓。
[0014] 該后蓋板上面開有通孔，用于緊固螺栓的通過，將其與超聲振動銳削換能器的其 他部分進(jìn)行連接。
[0015] 該緊固螺栓用于將超聲振動銳削換能器的前蓋板、陶瓷堆和后蓋板進(jìn)行連接，并 施加相應(yīng)的預(yù)緊力，從而組成超聲振動銳削換能器。
[0016] 所述非標(biāo)BT50刀柄內(nèi)部設(shè)有空腔、一端帶錐柄另一端帶法蘭連接部位和導(dǎo)電滑環(huán) 連接部位，其功能有Ξ: -是用于與機(jī)床主軸定屯、連接;二是容納超聲振動銳削換能器的裝 置，且內(nèi)部做成空屯、為超聲振動銳削換能器氣冷做準(zhǔn)備;Ξ是與導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行連接。
[0017] 該空腔是將原有標(biāo)準(zhǔn)BT50刀柄內(nèi)部掏空所形成的，其目的是將超聲振動銳削換能 器放入其中，并且為超聲振動銳削換能器的氣冷提供條件。
[0018] 該錐柄與標(biāo)準(zhǔn)BT50刀柄規(guī)格一致，作用也相同，用于與機(jī)床連接。
[0019] 該法蘭連接部位用于和超聲振動銳削換能器連接，該法蘭連接部位設(shè)有6個螺紋 孔，用于通過標(biāo)準(zhǔn)的M4的螺栓將超聲振動銳削換能器進(jìn)行很好的固定。
[0020] 該導(dǎo)電滑環(huán)連接部位，用于和導(dǎo)電滑環(huán)進(jìn)行連接，該導(dǎo)電滑環(huán)連接部位設(shè)有6個螺 紋孔，用于通過標(biāo)準(zhǔn)的M3的螺栓將導(dǎo)電滑環(huán)固定到非標(biāo)BT50刀柄上。
[0021] 本發(fā)明由于采取W上技術(shù)方案，其具有W下優(yōu)點：
[0022] 1、本發(fā)明采用超聲縱振形式與銳削工藝相結(jié)合，制作出超聲銳削刀柄，該刀柄相 較于傳統(tǒng)銳削方式，能夠提高工件的加工精度、質(zhì)量和效率。
[0023] 2、本發(fā)明采用縱向激勵的方式，實現(xiàn)銳刀的超聲縱向振動的同時，保證刀柄具有 良好的剛性。非標(biāo)銳刀相當(dāng)于超聲振動銳削換能器的變幅桿，具有振幅大、效率高的優(yōu)點。
[0024] 3、本發(fā)明非標(biāo)的非標(biāo)銳刀，在標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金銳刀末端熱裝螺紋頭，然后連接到超 聲振動銳削換能器的前蓋板上面，該螺紋連接方式拆裝方便且不會產(chǎn)生掉刀現(xiàn)象。
[0025] 4、本發(fā)明可應(yīng)用于多數(shù)數(shù)控加工銳床，可較低的成本實現(xiàn)普通數(shù)控機(jī)床的超 聲化，提升其加工能力，改善零件的加工質(zhì)量，適應(yīng)面廣、性價比高。
[0026] 5、本發(fā)明充分考慮到超聲振動銳削換能器由于工作時間長而產(chǎn)生的發(fā)熱問題，并 通過將標(biāo)準(zhǔn)BT50刀柄制作成空屯、結(jié)構(gòu)，W及在超聲振動銳削換能器的前蓋板上面設(shè)有通氣 孔的方式，實現(xiàn)超聲振動銳削換能器的氣冷，從而解決超聲振動銳削換能器的發(fā)熱問題。
【附圖說明】：
[0027] 圖1是本發(fā)明一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置的整體外觀圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置的剖視圖。
[0029] 圖3為本發(fā)明一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置的分解圖。
[0030] 圖4是本發(fā)明的導(dǎo)電滑環(huán)部分。
[0031 ]圖5是本發(fā)明超聲振動銳削換能器及其分解圖。
[0032] 圖5A是本發(fā)明換能器的變幅桿也即本發(fā)明的非標(biāo)銳刀。
[0033] 圖5B是本發(fā)明換能器的前蓋板。
[0034] 圖5C是本發(fā)明換能器的陶瓷堆。
[0035] 圖抓是本發(fā)明換能器的后蓋板。
[0036] 圖祀是本發(fā)明換能器的緊固螺栓。
[0037] 圖6是本發(fā)明的非標(biāo)BT50刀柄。
[00；3 引

【具體實施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0040] 見圖1--圖3,本發(fā)明是一種縱向激勵式超聲振動銳削刀柄裝置，組成構(gòu)件包括： 導(dǎo)電滑環(huán)1、超聲銳削換能器2、非標(biāo)BT50刀柄3Ξ大部分。它們相互之間的連接關(guān)系是:超聲 振動銳削換能