專利名稱：一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波振動(dòng)鉆削裝置，尤其是涉及一種超聲波與磁流變液相結(jié)合復(fù)合加工硬脆材料小孔的裝置。
背景技術(shù)：
鉆削是金屬切削中最常用的加工工藝，振動(dòng)鉆削是振動(dòng)切削的一個(gè)分支，有軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和復(fù)合振動(dòng)鉆削三種形式，軸向振動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)、工藝效果好，在振動(dòng)切削中處于主導(dǎo)地位。超聲波振動(dòng)加工是加工各種硬脆材料的非傳統(tǒng)工藝方法，它是利用懸浮磨料對工件的撞擊作用和工作液的空化作用去除工件上多余的材料，而且不會(huì)損害工件表面，所以是加工硬脆材料的理想方法。然而，目前的超聲波振動(dòng)加工方式是利用形狀拷貝原理，將工具的形狀復(fù)制到工件上，在加工過程中，切屑常常堆積在所加工部位的周邊，一方面降低加工質(zhì)量，另一方面隨著加工的進(jìn)行，加工效率不斷降低。因此，提出一種超聲波振動(dòng)與磁流變液相結(jié)合復(fù)合加工硬脆材料小孔的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是利用磁流變液的磁性特性，提出一種保證磁性顆粒始終處于刀尖周圍的一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，實(shí)現(xiàn)硬脆材料孔徑最小達(dá)幾十微米，長徑比達(dá)10的小孔高效精加工。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，包括床身、底座、 工作臺(tái)、主軸系統(tǒng)、刀具，其特征在于主軸系統(tǒng)連接換能器，換能器的輸出端與錐形變幅桿的輸入端相連，錐形變幅桿的輸出端采用莫氏錐柄形式與刀具相配合，工作臺(tái)上面設(shè)有輔助電極，工件在輔助電極上面，工件上面設(shè)一擋圈，圓擋內(nèi)設(shè)有磁流變液顆粒和磨粒。在刀具外套有錐形刀套，刀套通過錐面上的螺紋與變幅桿固定連接。磁流變液顆粒為羥基鐵粉，磨粒為碳化硅顆粒。本發(fā)明換能器與刀具一起回轉(zhuǎn)并提供刀具上下軸向振動(dòng)所需的能量，刀具和輔助電極作為電極兩極，工件處于兩者之間，當(dāng)通電時(shí)，由于磁場作用，使得磁流變液顆粒向刀具與工件之間的間隙流動(dòng)，加工產(chǎn)生的切屑遠(yuǎn)離加工表面，磁流變液顆粒呈鏈狀排列，有利于保護(hù)磨粒始終與刀具和工件加工表面接觸，控制磁流變液顆粒始終處于刀具的刀尖處， 產(chǎn)生的切屑就要遠(yuǎn)離刀尖位置，這樣始終保持刀尖與工件加工表面之間無切屑或少切屑， 進(jìn)而提高工件的加工精度和加工表面質(zhì)量。


圖I是超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置示意圖；圖2是圖I中I的放大圖；圖3是超聲波磁流變振動(dòng)鉆削原理圖。
具體實(shí)施例方式參照圖I、圖2、圖3，本發(fā)明包括床身I、底座2、工作臺(tái)3、主軸系統(tǒng)9、刀具6，主軸系統(tǒng)連接換能器8，換能器的輸出端與錐形變幅桿7的輸入端相連，錐形變幅桿的輸出端采用莫氏錐柄形式與刀具的刀套10相配合，工作臺(tái)上面設(shè)有輔助電極5，工件4在輔助電極上面，工件上面設(shè)一擋圈13，圓擋內(nèi)設(shè)有羥基鐵粉11和碳化硅顆粒12，刀具的刀尖處有金剛石涂層14。工作原理當(dāng)通電時(shí)，由于磁場作用，使得羥基鐵粉向刀具與工件之間的間隙流動(dòng)，加工產(chǎn)生的切屑遠(yuǎn)離加工表面，磁流變液的羥基鐵粉呈鏈狀排列，有利于保護(hù)碳化硅顆粒始終與刀具和工件加工表面接觸，控制羥基鐵粉始終處于刀尖處，產(chǎn)生的切屑就要遠(yuǎn)離刀尖位置，這樣始終保持刀尖與工件加工表面之間無切屑或少切屑，進(jìn)而提高工件的加工精度和加工表面質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，包括床身、底座、工作臺(tái)、主軸系統(tǒng)、刀具，其特征在于主軸系統(tǒng)連接換能器，換能器的輸出端與錐形變幅桿的輸入端相連，錐形變幅桿的輸出端采用莫氏錐柄形式與刀具相配合，工作臺(tái)上面設(shè)有輔助電極，工件在輔助電極上面，工件上面設(shè)一擋圈，圓擋內(nèi)設(shè)有磁流變液顆粒和磨粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，其特征在于在刀具外套有錐形刀套，刀套通過錐面上的螺紋與變幅桿固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，其特征在于磁流變液顆粒為羥基鐵粉，磨粒為碳化硅顆粒。
全文摘要
一種超聲波磁流變振動(dòng)鉆削裝置，包括床身、底座、工作臺(tái)、主軸系統(tǒng)、刀具，其特征在于主軸系統(tǒng)連接換能器，換能器的輸出端與錐形變幅桿的輸入端相連，錐形變幅桿的輸出端采用莫氏錐柄形式與刀具相配合，工作臺(tái)上面設(shè)有輔助電極，工件在輔助電極上面，工件上面設(shè)一擋圈，圓擋內(nèi)設(shè)有磁流變液顆粒和磨粒。本發(fā)明由于磁場作用，使得磁流變液顆粒向刀具與工件之間的間隙流動(dòng)，加工產(chǎn)生的切屑遠(yuǎn)離加工表面，磁流變液顆粒呈鏈狀排列，有利于保護(hù)磨粒始終與刀具和工件加工表面接觸，控制磁流變液顆粒始終處于刀具的刀尖處，產(chǎn)生的切屑就要遠(yuǎn)離刀尖位置，這樣始終保持刀尖與工件加工表面之間無切屑或少切屑，進(jìn)而提高工件的加工精度和加工表面質(zhì)量。
文檔編號B24B1/04GK102601688SQ201210062238
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者關(guān)鐵鷹, 李力強(qiáng), 李曉冬, 閆占輝 申請人:長春工程學(xué)院