一種復合振動超聲銑削主軸制造技術

本發明專利技術公開了一種復合振動超聲銑削主軸，包括銑刀，該銑削主軸包括縱向超聲振動裝置、橫向超聲振動裝置、套環，所述縱向超聲振動裝置通過套環與所述橫向超聲振動裝置相連，所述銑刀固定在所述縱向超聲振動裝置上；通過縱向超聲振動和橫向超聲振動的復合，改變主軸的振動模式，實現二維橢圓振動，在主軸平行移動切除材料的過程中，能夠降低甚至消除工具頭的徑向力，使主軸更加穩定，銑削更加順暢，提高銑削效率，減少崩邊厚度，提高工件尺寸精度、形狀精度和表面質量。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種復合振動超聲銑削主軸，包括銑刀，該銑削主軸包括縱向超聲振動裝置、橫向超聲振動裝置、套環，所述縱向超聲振動裝置通過套環與所述橫向超聲振動裝置相連，所述銑刀固定在所述縱向超聲振動裝置上；通過縱向超聲振動和橫向超聲振動的復合，改變主軸的振動模式，實現二維橢圓振動，在主軸平行移動切除材料的過程中，能夠降低甚至消除工具頭的徑向力，使主軸更加穩定，銑削更加順暢，提高銑削效率，減少崩邊厚度，提高工件尺寸精度、形狀精度和表面質量?！緦＠f明】 一種復合振動超聲銑削主軸
本專利技術涉及一種超聲銑削主軸，尤其是一種復合兩種超聲振動的超聲振動銑削主軸。
技術介紹
隨著科學技術的進步和現代工業的發展，硬脆材料(如紅外光學晶體、工程陶瓷、光學玻璃、石英、硅晶體等)在航空航天、精密機械、生物醫學、電子等行業被廣泛應用，它具有良好的熱穩定性和耐磨性，但這些優越性能不利于其高效、低成本制造。超聲波加工被認為是加工硬脆材料的最佳工藝手段之一，可以加工復雜的三維型腔，而傳統的超聲波加工需要制作與被加工型腔凹凸相反的工具，工具的制作復雜、磨損嚴重，加工精度無法保證，并且工具的加工成本高、周期長，加工效率低，嚴重影響了超聲波的廣泛應用。 超聲波銑削是利用簡單形狀的工具實現三維復雜型腔的加工，而且工具的制作簡單，工具與工件之間的宏觀作用力小，工具的損耗可以得到補償，具有廣闊的應用前景。 現有的超聲波銑削是利用工具的縱向振動來去除材料，主軸只能實現縱向振動，在主軸平行移動切除材料的過程中，工具頭會產生徑向力，在邊緣部位會發生崩邊現象，嚴重影響了工件尺寸精度、形狀精度和表面質量，影響主軸的穩定性，并且切削效率低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種復合振動超聲銑削主軸，其能有效的減小超聲銑削加工過程中的崩邊厚度，提高工件尺寸精度、形狀精度和表面質量。 為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為:一種復合振動超聲銑削主軸，包括銑刀，該銑削主軸包括縱向超聲振動裝置、橫向超聲振動裝置、套環，所述縱向超聲振動裝置通過套環與所述橫向超聲振動裝置相連，所述銑刀固定在所述縱向超聲振動裝置上；通過縱向超聲振動和橫向超聲振動的復合，改變主軸的振動模式，實現二維橢圓振動，在主軸平行移動切除材料的過程中，能夠降低甚至消除工具頭的徑向力，使主軸更加穩定，銑削更加順暢，提高銑削效率，減少崩邊厚度，提高工件尺寸精度、形狀精度和表面質量。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，所述縱向超聲振動裝置包括變幅桿1、下端蓋、支撐座、上端蓋、刀柄、超聲換能器I;所述銑刀連接在所述變幅桿I的下端，所述變幅桿I上固定連接有所述套環，所述變幅桿I與所述超聲換能器I連接，所述超聲換能器I固定在所述刀柄上，所述刀柄通過軸承固定在所述支撐座內，所述支撐座的上端連接有所述上端蓋，所述支撐座的下端連接有所述下端蓋。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，所述橫向超聲振動裝置包括雙頭螺柱、變幅桿I1、超聲換能器II ;所述雙頭螺柱的一端與所述套環螺紋連接，所述雙頭螺柱的另一端與所述變幅桿II的一端螺紋連接，所述變幅桿II的另一端與所述超聲換能器II連接。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，還包括L型支撐架、固定架；所述L型支撐架的一端通過螺栓連接在所述支撐座上，所述L型支撐架的另一端設置有豎直凸緣，所述豎直凸緣與所述固定架活動連接，所述超聲換能器II固定在所述固定架上山型支撐架與固定架活動連接，通過L型支撐架上的豎直凸緣能夠保證固定架在L型支撐架上豎直移動，通過改變橫向超聲振動的位置，可以使二維橢圓振動的長短軸的比例發生變化，借此改變二維振動的模式，根據加工方式(粗加工、中加工、精加工)、切削深度、主軸的平動速度、工件的材料等因素來調整橫向超聲振動的位置。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，還包括鎖緊手柄，所述鎖緊手柄設置在所述固定架上，所述鎖緊手柄用于將所述固定架鎖緊在所述L型支撐架上；通過L型支撐架上的豎直凸緣能夠保證固定架在L型支撐架上豎直移動，當固定架在L型支撐架上移動到一定位置，通過鎖緊手柄將固定架固定。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，所述超聲換能器I通過螺栓固定在所述刀柄上。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，所述支撐座上具有法蘭結構，用來連接在機架上。 作為本專利技術所述一種復合振動超聲銑削主軸的優選實施方式，所述超聲換能器II通過螺栓固定在所述固定架上。 另外，本專利技術還提供了一種使用復合振動超聲銑削主軸的超聲銑削加工裝置。 另外，本專利技術還提供了一種使用復合振動超聲銑削主軸的超聲銑削加工方法。在實施超聲銑削加工方法時，根據要加工工件的材料、加工方式(粗加工、中加工、精加工)、切削深度、主軸的平動速度等因素來調整橫向超聲振動的位置，通過L型支撐架上的豎直凸緣能夠保證固定架在L型支撐架上豎直移動，當固定架在L型支撐架上移動到一定位置，通過鎖緊手柄將固定架固定；通過改變橫向超聲振動的位置，可以使二維橢圓振動的長短軸的比例發生變化，借此改變二維振動的模式；在對工件的實際加工過程中，根據以上因素，對橫向超聲振動進行一個動態的調整，進而可以提高銑削效率，減少崩邊，提高工件的加工質量。 本專利技術所述復合振動超聲銑削主軸，通過縱向超聲振動和橫向超聲振動的復合，改變主軸的振動模式，實現二維橢圓振動，在主軸平行移動切除材料的過程中，能夠降低甚至消除工具頭的徑向力，使主軸更加穩定，銑削更加順暢，提高銑削效率，減少崩邊厚度，提高工件尺寸精度、形狀精度和表面質量。通過改變橫向超聲振動的位置，可以使二維橢圓振動的長短軸的比例發生變化，借此改變二維振動的模式，根據加工方式(粗加工、中加工、精加工)、切削深度、主軸的平動速度、工件的材料等因素來調整橫向超聲振動的位置，進而進一步的提高銑削效率，減少崩邊，提高工件的加工質量。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本專利技術的一種復合振動超聲銑削主軸的結構示意圖； 圖2是圖1中的A-A剖視圖。 圖中:銑刀1、變幅桿12、套環3、超聲換能器14、下端蓋5、支撐座6、軸承7、上端蓋8、刀柄9、L型支撐架10、固定架11、鎖緊手柄12、超聲換能器1113、變幅桿1114、雙頭螺柱15。 【具體實施方式】 為更好的說明本專利技術的目的、技術方案和優點，下面將結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明。 本專利技術一種復合振動超聲統削主軸的一種實施例，如附圖1-2所不,一種復合振動超聲銑削主軸，包括銑刀1，該銑削主軸包括縱向超聲振動裝置、橫向超聲振動裝置、套環3，所述縱向超聲振動裝置通過套環3與所述橫向超聲振動裝置相連，所述銑刀I固定在所述縱向超聲振動裝置上。 所述縱向超聲振動裝置包括變幅桿12、下端蓋5、支撐座6、上端蓋8、刀柄9、超聲換能器14 ;所述銑刀I連接在所述變幅桿12的下端，所述變幅桿14上連接有所述套環3，所述變幅桿12與所述超聲換能器14連接，所述超聲換能器14固定在所述刀柄9上，所述刀柄9通過軸承固定在所述支撐座6內，所述支撐座6的上端連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合振動超聲銑削主軸，包括銑刀，其特征在于該銑削主軸包括縱向超聲振動裝置、橫向超聲振動裝置、套環，所述縱向超聲振動裝置通過套環與所述橫向超聲振動裝置相連，所述銑刀固定在所述縱向超聲振動裝置上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐勇軍，楊軍，許俊，胡紅斐，張永俊，郭鐘寧，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44