[发明专利]一种细长轴表面超声波加工方法及装置

权利要求书

1.一种细长轴表面超声波加工方法，其特征是：

在细长轴的外侧沿圆周方向均匀布置至少两个超声波刀具，各个超声波刀具同时与细长轴接触，各个超声波刀具绕细长轴的轴线转动，同时使各个超声波刀具与细长轴相对移动（各个超声波刀具移动或细长轴移动），以超声波刀具转动、细长轴转动以及超声波刀具与细长轴相对移动的方式，或者以超声波刀具转动、细长轴不转动以及超声波刀具与细长轴相对移动的方式，对细长轴表面进行超声波加工；这样在超声波加工过程中细长轴不产生径向外力，不会产生径向变形，保证了加工后的形状公差，从而保证了超声波加工的质量，采用多个超声波刀具同时对工件进行超声波金属表面加工，提高了加工效率。

2.一种细长轴表面超声波加工装置，包括支架、转轴、转轴转动机构、气液滑环和超声波刀具；其特征是：支架中加工有一个安装转轴和气液滑环的中心孔，转轴安装在支架的中心孔中，并与设置在支架上的转轴转动机构连接，该转轴转动机构带动转轴转动，转轴内为通孔；气液滑环设置在支架的中心孔中，并与转轴固定连接，气液滑环与支架的中心孔之间设置有冷却液通路和气路；气液滑环的外侧圆周上均匀固定分布有至少两个超声波刀具，气液滑环上还设置有电滑环，电滑环与超声波刀具电连接；每一个超声波刀具上的工具头均伸入气液滑环内；冷却液通路与超声波刀具上的冷却液槽连通；气路与超声波刀具上的气腔连通。

3.一种权利要求2所述细长轴表面超声波加工装置的应用模式，其特征是：

在车床上应用时，通过支架固定连接在车床的滑板上，并使车床主轴的中心线与气液滑环的中心线找正重合，整个装置通过滑板实现纵向和横向移动；细长轴工件装夹在车床的主轴上，使细长轴工件伸入气液滑环内，细长轴在车床主轴带动下转动；启动转轴转动机构，驱动转轴转动，转轴同时带动气液滑环和各个超声波刀具一起绕细长轴轴线转动，细长轴的转动方向与各个超声波刀具的转动方向相反；通过气路使高压气同时进入各个超声波刀具的气腔，推动各个超声波刀具上的滑套和滑套上的工具头同时与工件接触，通过冷却液通路为滑套和工具头供给冷却液，通过电滑环为超声波刀具中的换能器供电，这样各个超声波刀具同时对工件表面进行超声波加工；当加工完毕，气腔内的高压气撤离，各个超声波刀具中的滑套和滑套上的工具头同时回位；

在加工超长细长轴时，通过支架固定在加工超长细长轴的专用设备上，整个装置固定不作移动，启动转轴转动机构，驱动转轴转动，转轴同时带动气液滑环和各个超声波刀具一起绕细长轴轴线转动，超长细长轴不转动，只作直线进给运动，以各个超声波刀具转动超长细长轴移动的方式，完成对超长细长轴表面的超声波加工。

4.根据权利要求2所述的细长轴表面超声波加工装置，其特征是：所述转轴转动机构为皮带传动，包括电机、小带轮、皮带 和大带轮，电机安装在支架上，小带轮安装在电机上，大带轮安装在转轴上，小带轮和大带轮之间设置皮带。

5.根据权利要求2所述的细长轴表面超声波加工装置，其特征是：所述超声波刀具包括外壳、滑套和滑套复位机构，滑套安装在外壳内，滑套伸出外壳的一端安装有工具头，滑套在外壳内的一端与外壳底部形成气腔，该气腔与气液滑环上的气路连通，滑套复位机构设置在外壳底部，滑套外侧设置有冷却液槽，该冷却液槽与气液滑环上的冷却液通路连通，滑套的内孔中安装有与工具头接触的变幅杆，变幅杆与换能器连接，换能器与电滑环电连接。

6.根据权利要求5所述的细长轴表面超声波加工装置，其特征是：所述滑套复位机构，包括顶杆、端盖和弹簧，顶杆通过端盖安装在外壳内，一端顶在滑套上，另一端伸出外壳，端盖固定在外壳上，顶杆在外壳外侧的部分与端盖之间设置有弹簧。