[发明专利]模具型腔超声波加工工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对模具型腔进行超声波加工以降低表面粗糙度值的模具型腔超声波加工工具，属于模具型腔超声波加工技术领域。

背景技术

模具型腔的表面粗糙度对所成型工件的表面质量有很大的影响，模具型腔的表面曲线复杂，既有平面、斜面、凹面、凸面，也有规则弧面以及不规则弧面，通常都是多个不同形状表面的组合。通常通过抛光降低模具型腔的表面粗糙度值，抛光的种类比较多，有手工抛光、电解抛光、超声波抛光、挤压珩磨抛光、使用抛光机械进行抛光等，但对于形状比较复杂的模具型腔来说以及最后的光整加工，手工抛光仍然是目前主要的操作方法，但是这就降低了模具的生产效率。也出现了自动抛光的机械设备，如中国专利文献CN201124334Y公开的《一种振动式模具抛光机》，显然这种抛光机只能加工较简单的模具型腔表面，无法加工复杂的模具型腔表面。CN1962192公开的《五轴联动并串联数控抛光机床》以及CN101607380公开的《一种七轴联动数控抛光机》能够对复杂的表面进行抛光加工，但是，设备费用高，加工成本高，并且数控抛光机通常应用于大型工件的外表面的抛光加工。 

超声波抛光技术已经广泛应用，如CN2389037公开的《一种自动超声波模具抛光机》，但是这种抛光机只对电路作了改进 。市场上出现的超声波模具抛光机，是利用超声波高速振动对模具的复杂型腔和细筋窄槽作整形和抛光，换能器通过连接插座和连接线与超声波发生器相连，换能器振子的一端与变幅杆连接，变幅杆起能量传输和振幅放大作用，通过换能器将输入的超音频电信号转换成机械振动，经变幅杆放大后，传输至装在变幅杆上的工具头，带动附着在工具头上的金刚石等磨料高速磨擦工件，致使工件表面粗糙度值迅速降低，从而实现抛光。换能器的作用是将电能转换成机械振动。这种超声波模具抛光机仍然需要借助铜质、竹质和木质等抛光工具头，仍然需要手工操作，不能安装在机床上，抛光质量仍然靠人工控制，不是将超声波振动直接作用在工件上，不是真正意义上的超声波加工。

通过超声波加工以降低表面粗糙度值的技术已经广泛应用在工件表面的加工上，目前有各种各样的超生波加工工具，都是借助于现有的车床、铣床、镗床、磨床等各种机床将超声波振动力直接作用在工件的外圆面、平面等各种外表面上，以降低表面粗糙度值。安装于数控铣床或加工中心专门用于模具型腔的超声波加工工具还没有见诸文献报道。

发明内容

本发明针对现有应用于模具型腔的超声波加工技术存在的不足，提供一种适用于数控机床、加工效果好、效率高的模具型腔超声波加工工具。

本发明的模具型腔超声波加工工具采用以下技术解决方案：

该模具型腔超声波加工工具，包括锥柄、外壳、内套、换能器和变幅杆，外壳与锥柄连接在一起，内套套装在外壳内，内套与外壳之间在轴向上设有弹簧，内套与外壳之间设有内套移动时的限位装置，变幅杆安装在内套中并通过连接在内套上的压盖固定，变幅杆的前端伸出内套，后端安装有换能器，变幅杆的前端设有球形加工头。

所述限位装置是在内套上安装一个限位销，在外壳上加工一个限位槽，限位销安装在内套上的同时处于该限位槽内。

在外壳上设置有电源接头，以便与机床主轴连接时与外部电源连接。

所述球形加工头与变幅杆是一体式结构，球头可以直接与变幅杆制作成一体或者是制作成单体后再与变幅杆连接为一体。

所述球形加工头为一个完整的球体，通过压套压在变幅杆的前端面，压套与一个连接套连接，连接套与所述压盖连接。

本发明可以作为一把刀具在数控机床上直接应用，通过锥柄安装在所应用的数控机床主轴上，移动主轴使变幅杆前端的球形加工头与模具型腔接触，通过机床控制整个超声波加工工具按模具型腔的轨迹移动，完成模具型腔的超生波加工，结构简单，使用方便，提高了模具型腔的表面加工效果和效率。

附图说明

    图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中变幅杆的第二种结构形式结构示意图。

图3是本发明中变幅杆的第三种结构形式结构示意图。

    图中：1、锥柄，2、弹簧，3、外壳，4、线缆，5、走线槽，6、内套，7、限位槽，8、限位销，9、支垫，10、压盖，11、变幅杆，12、球头，13、导向段，14、换能器，15、压套，16、连接套，17、锁紧螺母，18、球体。

具体实施方式