[实用新型]通用机床超声波钻铣头

说明书

技术领域

本实用新型属于特种加工技术领域，尤其是陶瓷、玉石、大理石、玻璃、不锈钢、钛合金、烧结永磁体等难加工材料的加工技术领域。

背景技术

超声加工技术是20世纪50年代以来，逐步发展的一种特种加工方法，在难加工材料的精密加工中，超声加工技术具有其它加工方法无法比拟的工艺效果，应用范围十分广泛。尤其是在金刚石、陶瓷、玛瑙、玉石、花岗石、大理石、石英、玻璃、淬火钢、模具钢、硬质合金、不锈钢、钛合金和烧结永磁体等难加工材料领域，解决了许多关键性问题，取得了良好效果。

目前，除了进口超声波专用机床设备外，在包括钻床、铣床、数控机床、加工中心等通用机床上难以采用超声波加工技术进行特种加工。特别是在遇到软铝、紫铜、钛合金、烧结永磁体等材料的微小孔、深孔或攻丝加工工序时，往往无法解决或加工效果不理想，限制了我国加工工艺水平和设计创新水平的提高。而进口超声波专用机床造价昂贵，加上年开启率不足，购买的企业很少。尽管超声洗涤、超声塑焊、超声打孔的应用技术现在已有了长足的发展，但把超声加工装置开发成为一种能用于普通或通用机床方面，实现复合加工，并利于方便快速装卸的尚不多。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通用机床超声波钻铣头，能在普通或包括钻床、铣床、数控机床、加工中心等通用机床设备本身不做任何改动的情况下，实现超声波和机械钻铣的复合加工，解决了难加工材料加工和需要特种加工工艺方面的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，设计一种通用机床超声波钻铣头，包含安装柄(锥柄或直柄)、超声换能体和专用刃具，安装柄与超声换能体连为一体，安装柄安装在机床主轴孔中，其特征是：在超声换能体外还包含一超声波发射环，超声波发射环通过其外壳上的安装支架固定在机床法兰盘上；超声波发射环与超声波发生器电连接后向外以无线方式发射电磁波；在所述超声换能体内封装有由感应接收圈、匹配电容和匹配电感组成的电磁波接收电路和超声换能器；超声换能器的引线与上述电磁波接收电路连接；超声换能体与超声波发射环之间以无线的方式传递超声电磁波；变幅杆和刀具固定连接形成专用刃具，变幅杆与超声换能器机械连接。

所述超声波发射环的作用是发射超声波，由环形感应发射圈安装在环形外壳内形成，感应发射圈和外壳之间有绝缘层；外壳上连接有环形的安装支架；

所述超声换能体内的超声波接收电路由感应接收圈、匹配电感、匹配电容组成，无线接收所述超声波发射环发出的电磁波并实现阻抗变换；所述超声波换能器与所述超声波接收电路连接，把电信号转换为机械振动；

所述变幅杆与刀具固定连接的方式可以是通过焊接方式，也可通过螺纹连接的方式；

所述变幅杆与超声换能器通过螺纹固定连接。

本实用新型的有益效果是：由于超声加工方法具有较高的加工精度和小的加工压力，在加工硬脆性材料时，有效地解决了冲击点周围的裂纹和薄壁材料的边、角破裂等问题；有助于降低刀具扭矩并有助于排屑：用传统方法钻、铣孔时，刀刃始终与切屑接触，将切屑从工件上挤切下来，而采用超声钻、铣孔时，超声波的振动作用使刀具与工件之间频繁接触与分离，切屑迅速分离，刀与屑之间的摩擦系数(阻力)大大降低，刀具的扭矩也大为降低。同时，切削液在超声振动的作用下，产生超声空化现象，即产生超声频的抽吸与挤压作用，使切削液能渗入到更微小的缝隙中，进一步降低了刀与屑的摩擦系数。超声空化现象还有助于降低切削温度，减少切削氧化和变形，使切屑更易于排出。

由于对原设备不做任何改动，有利于保持原机床的原功能和精度；超声波钻铣头的安装使用方法和外形与普通机床设备的钻卡头相似，安装方便，即装即卸，更换方便；一次装夹，多种加工方法并用，实现在普通机床上进行超声波复合加工；由于应用了超声波加工，切削力小，切削温度低，不容易产生积屑瘤和崩刀现象，从而使刀具的使用寿命大大提高，刀具寿命比普通常规加工时延长2倍以上，加工速度提高5倍以上，同时加工精度也相对提高。

附图说明

图1是本实用新型结构剖面图；

图2是本实用新型电路原理图。

图中，1.刀具，2.变幅杆，3.超声换能器，4.绝缘层，5.匹配电容，6.感应接收圈，7.感应发射圈，8.匹配电感，9.安装柄，10.安装支架，11.机床主轴，12.机床法兰盘，13.超声波发射器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。