[发明专利]一种用于超声波加工的气浮工作台

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于超声波加工的机床附件，具体涉及用于超声波加工的气浮工作台。

背景技术

超声波加工广泛应用于硬脆材料的加工，加工效率高，工件表面质量好，但是当机床主轴进给速度过快导致超声波加工工件的力过大时，会破坏工件，造成工件的裂纹、破碎、断裂等，或使刀具剧烈磨损，严重时甚至破坏超声振动系统。为了很好地利用超声波加工，保护刀具、工件和超声振动系统，需要控制超声波加工过程中的力，防止其过大。传统的控制超声波加工中的力的方法有液压、配重块等，但是液压系统成本高，自身维护困难，而采用配重块的方法需在专用机床上使用，不利于其在超声波加工中的广泛应用。目前德马吉采用一种自适应的方法，通过监测加工过程中力的变化来调节饲服系统的进给速度从而实现精确力控制，这种方法虽然控制超声波加工中力的精度高，但需要复杂的数控系统，成本高，且需在专用机床使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超声波加工的力始终维持在一个恒定的值，实现超声波加工过程中的恒力控制并且结构简单的一种用于超声波加工的气浮工作台。

本发明的一种用于超声波加工的气浮工作台，它包括底座，至少四个导轨垂直于底座且均匀对称分布在所述的底座上，每一个导轨的一端与底座固定相连并且其另一端通过滚珠轴套置于一个导套中，在位于每一个导套底端与底座之间的导轨上套有弹簧，每一个导套的上端与支撑板固定连接，工作台面固定连接在支撑板上，在底座的中心位置上设置有气缸，气缸的活塞杆与支撑板垂直固定相连。

本发明的突出优点是：本发明装置作为机床附件可以方便的安装于任一台普通机床上，对超声波加工的力实现恒力控制，从而保护了刀具、工件和超声振动系统，结构简单，体积小巧，省去了复杂的电控系统，使用方便，维护简单，成本低廉，适用于大规模生产。

附图说明

图1是本发明的一种用于超声波加工的气浮工作台在图2的A-A剖面处的主视图；

图2是图1所示的气浮工作台的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明做进一步的说明：

如附图所示的一种用于超声波加工的气浮工作台，它包括底座1，至少四个导轨3垂直于底座1且均匀对称分布在所述的底座1上，每一个导轨3的一端与底座1固定相连并且其另一端通过滚珠轴套4置于一个导套5中，在位于每一个导套5底端与底座1之间的导轨3上套有弹簧2，每一个导套5的上端与支撑板7固定连接，工作台面6固定连接在支撑板7上，在底座1的中心位置上设置有气缸9，气缸9及气缸9的活塞杆垂直于底座1设置，气缸9无活塞杆的一端与底座1固定相连，气缸9活塞杆与支撑板7垂直固定相连。

下面再结合每一附图对本发明加以详细说明：

如图1所示为本发明的一种用于超声波加工的气浮工作台，包括底座1，导轨3，弹簧2，导套5，滚珠轴套4，气缸9，支撑板7和工作台面6。

底座1上均匀对称设置若干个相同的导轨3，导轨3的个数并不限定，本实施例中采用的是方形底座，在底座上对称分布4个导轨，如图2中圆形虚线所示，在本发明的宗旨不变的前提下，底座不局限于方形，也可以为圆盘形，导轨的个数不局限于4个，可以为5个、6个或更多，只要导轨3垂直于底座1且均匀对称分布于底座1上，并对气浮台浮动部分(5、6、7)起到导向作用即可。

每一个导轨3与底座1相连的另一端置于一个导套5中，本实施例中导轨3与底座1采用过盈配合连接，也可用螺钉连接或其他连接方法。

导轨3的外周面与导套5的内周面之间设置有滚珠轴套4，使两者之间为滚动摩擦，导套5可沿导轨3上下自由移动。

导套5的上端与支撑板7固定连接，本实施例中采用过盈配合实现5与7的固定连接，也可采用其他固定连接方法，如螺纹连接。

工作台面6置于支撑板7上，工作台面6与支撑板7通过螺钉固定连接，导套5、支撑板7和工作台面6构成了气浮工作台的浮动部分，浮动部分(5、6、7)在气缸9的作用下可以沿导轨3上下移动。

在所有的导轨3所包围的中心位置(如附图2中方形虚线所示位置)设置有气缸9，气缸9及气缸9的活塞杆垂直于底座1，气缸9无活塞杆的一端通过螺钉与底座1固定相连，气缸9活塞杆与支撑板7固定相连，10为气缸9的进气口，8为气缸9的出气口。

在导套5与底座1之间的导轨3外套有弹簧2，当气浮工作台浮动部分(5、6、7)向下回落时，弹簧2起到缓冲的作用。

在进行超声波加工之前，本发明的气浮工作台作为机床的附件装卡在机床工作台上，被加工工件装卡在本发明的气浮工作台的工作台面6上，从进气口9给气缸9输入恒定压力的气体(气压值能够支撑起气浮工作台的浮动部分和工件)，气缸9中的气体使气缸9活塞及活塞杆向上移动，活塞杆顶起支撑板7及与支撑板7固连在一起的导套5、工作台面6一起沿导轨3向上移动，待气浮工作台完全浮起并稳定之后，启动机床对工作台面6上的工件进行超声波加工，在整个加工过程中始终保持通入气缸9中的气压为恒定值。设气缸9中气体所提供的支撑力为F_p，F_p为气缸9中气压值与活塞面积的乘积，F_p为恒定值，设气浮工作台浮动部分(5、6、7)与工件自重之和为G，设超声波加工的力为F，当F小于(F_p-G)时，气浮工作台维持原状；当F大于(F_p-G)时，气浮工作台的浮动部分(5、6、7)会沿导轨3向下移动一段距离，使超声波加工的力减小直至F等于(F_p-G)，这样就达到了恒力控制的目的，从而保护了刀具、工件和超声振动系统。