[实用新型]数控恒力进给超声波珩磨机

说明书

本实用新型涉及珩磨机，尤其涉及数控恒力进给超声波珩磨机。

普通珩磨是利用安装在珩磨头圆周上的若干条油石，由油石胀开机构将油石沿径向胀开，使其压向工件孔壁，形成面接触。珩磨头工作时，作旋转运动和往复直线运动，以完成对孔壁的低速磨削。普通珩磨时，由于珩磨头的旋转运动和往复直线运动，使油石上磨粒在孔的表面上的切削轨迹成交叉而又不重复的网纹。普通珩磨存在两大问题：

1)普通珩磨效率较低，尤其是珩磨薄壁零件、韧性材料和硬脆材料时加工效率极低。珩磨铜、铝、钛合金等韧性材料时，油石极易堵塞，表面质量很差，加工效率极低。

2)定压进给时油石胀开压力变化较大，定程进给时，油石胀开压力凭操作者的经验和手感来控制，导致油石异常破损，工件变形乃至报废。

本实用新型的目的是提供一种效率高、油石胀开压力恒定、油石不易破损、阻抗匹配容易、频率易于跟踪、加工质量高的数控恒力进给超声波珩磨机。

为了达到上述目的，本实用新型采取下列措施：

数控恒力进给超声波珩磨机具有超声珩磨装置，超声珩磨装置上端设有回转式气接头，下设油石，油石与油石之间设有喷嘴，从喷嘴来的压力信号经气电转换器变换，由主动测量仪表发给计算机，同时光电开关将检测信号发给计算机，控制步进电机及油缸，通过小齿轮、大齿轮、联轴器、转矩转速传感器带动超声珩磨装置的油石胀开。

本实用新型的优点：

1)超声珩磨具有珩磨力小、珩磨温度低、油石不易堵塞、生产效率高、加工质量好等一系列优点，可以解决普通珩磨存在的问题，尤其是铜、铝、钛合金等韧性材料、薄壁缸套及陶瓷、淬火钢等硬脆材料零件的珩磨问题。

2)采用数控恒力进给系统可以有效地防止油石因压力过大而产生的异常破损问题，减少零件加工变形，提高加工精度。

3)油石胀开压力恒定可以有效地解决超声换能器和发生器之间的阻抗匹配问题，对超声珩磨声学系统谐振频率实施有效地自动跟踪。

4)超声珩磨声学系统传声效率高，油石更换和修整方便。

5)超声珩磨装置采用中间有圆柱孔的夹芯式压电换能器和变幅杆，在机床不停机的条件下可使油石沿径向自动胀开。

数控恒力进给超声波珩磨机可以广泛地用于汽车，拖拉机、摩托车、坦克、装甲车、船舶、飞机、广播电视设备、油缸、减震器、注塑机、炮管、驻退筒、煤矿液压支架等圆柱孔的强力珩磨、粗珩、粗珩和光珩加工。

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

图1是数控恒力进给超声波珩磨机结构示意图；

图2是超声珩磨装置结构示意图；

图3是超声珩磨装置结构A向视图。

数控恒力进给超声波珩磨机是机电声一体化技术和信息化技术集一体的高新全自动化珩磨机。它由超声波发生器，超声珩磨装置，闭环在线测量系统、数控和仿真系统、珩磨头库、机器人、夹具及珩磨机床床身组成。

给油石施加纵向超声波振动，振动频率f≥18kHz。超声珩磨声学系统的工作原理是超声波发生器将220V/380V的交流电源转化成超声频的电振荡信号，超声换能器将超声波发生器输出的电振荡信号转化为超声频纵向机械振动，变幅杆将换能器的纵向振动放大后传给弯曲振动圆盘，挠性杆将弯曲振动圆盘的弯曲振动转换成纵向振动后传给油石座，油石座带动与其联接在一起的油石进行纵向振动。

珩磨头每往复运动一次时，油石沿径向胀开一次。油石沿径向胀开0.3～5μm，通过测量油石胀开压力或珩磨力确定油石胀开速度，通过主动测量装置确定珩磨过程是否终止。机床设有两个数据库，一个是珩磨头往复运动一次、油石径向胀开量数据库，另一个是声阻抗和频率自动跟踪系统数据库。

本实用新型珩磨头的油石11与油石之间设有喷嘴10，将珩磨头作为测头使用，因测头在珩磨加工中不停地旋转，所以需要有一回转式气接头13，如图1所示。从测量喷嘴10来的压力信号由气电转换器变换成电信号，然后进入主动测量仪表。当珩磨至需要尺寸时，主动测量仪表发出信号给计算机，控制步进电机4反转，油石胀开系统收缩，并控制珩磨头退出工件(图1中用箭头表示)。

光电开关9用于检测珩磨头的往复运动次数。光电开关9将信号送至计算机，控制步进电机4正转，通过小齿轮5、大齿轮6、联轴器7、转矩转速传感器8，带动油石胀开系统，使油石11沿径向胀开。油石径向胀开量与珩磨头往复运动次数相适应。