[实用新型]一种超声振动磨削装置

说明书

技术领域

本实用新型属于磨削加工技术领域，尤其涉及一种超声振动磨削装置。

背景技术

随着科技的发展对硬脆材料、难加工材料和新型先进材料的需求日益增多，对关键零件的加工效率、加工质量和加工精度提出了更高的要求。传统磨削方法因不可避免的产生较大的磨削力以及磨削热，引起工件表面/亚表面损伤以及砂轮寿命低等一系列问题。

超声振动磨削是建立在振动理论和切削理论等基础上的复合加工方法，这种磨削方法与以往的磨削根本区别在于磨削过程中由超声波发生器产生的高频电振荡信号经超声换能器转换成超声频机械振动，超声振动振幅由变幅杆放大后驱动工具砂轮产生相应频率的振动，使刀具对工件进行周期性的切削，即工具砂轮在高速旋转磨削的同时也对其产生高频振动。

超声振动磨削的特殊机理使磨削效率显著提高、磨削温度降低、砂轮的使用寿命延长，同时超声振动磨削改善了对难加工材料的磨削能力。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种磨削效率高、磨削精度高、能够对磨削时的参数进行选择和调整、适用于各种难加工材料的超声振动磨削装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种超声振动磨削装置，包括超声波发生器、机床主轴、主轴外壳、外筒体、内筒体、超声振动动力传输机构、变幅杆和磨头；

机床主轴的动力输出端垂直向下设置，机床主轴下端伸出主轴外壳，外筒体上端通过上法兰盘及上螺栓固定设置主轴外壳底部，内筒体上端固定设有连接板，机床主轴下端与连接板上表面固定连接，内筒体下端同轴向设有壁厚大于内筒体的连接筒，连接筒下端通过下螺栓连接有安装盘，安装盘下表面连接有变幅杆，变幅杆内设有下端伸出变幅杆的刀柄，磨头设置在刀柄下端，安装盘上表面设有压电陶瓷片，压电陶瓷片上端设有导向限位盘，导向限位盘的外壁与内筒体内壁接触；

超声振动动力传输机构设置在外筒体与内筒体之间，超声波发生器通过第一导线与超声振动动力传输机构连接，超声振动动力传输机构通过第二导线与压电陶瓷片连接；

机床主轴、内筒体、外筒体、变幅杆、刀柄和磨头具有同一条回转中心线。

超声振动动力传输机构包括上铝盘座、下铝盘座、上线圈盘和下线圈盘，上铝盘座和下铝盘座均套在内筒体外部，上铝盘座上部内圈与外筒体下部外圈螺纹连接，下铝盘座位于上铝盘座下方，下铝盘座下端面设有第一连接套，第一连接套通过第一紧固螺钉与内筒体外壁连接，上铝盘座下端面开设有下端敞口的上环形槽，下铝盘座上端面开设有上端敞口的下环形槽，上线圈盘设置在上环形槽内，下线圈盘设置在下环形槽内，上线圈盘和下线圈盘上下对应设置；

上铝盘座侧部设有与上线圈盘电连接的第一航空接口，所述的第一导线通过第一航空插座插设在第一航空接口内；内筒体上设有第一穿线孔，所述的第二导线穿过第一穿线孔的两端分别与下线圈盘和压电陶瓷片连接；

内筒体外表面设有第一支撑环，第一连接套下端面与第一支撑环上表面接触。

超声振动动力传输机构包括外铝盘座、内铝盘座、外线圈盘和内线圈盘，内铝盘座套在内筒体外部，外筒体下端设有套在内筒体外部且下端敞口的安装盖，外铝盘座外圈螺纹连接安装盖内，外铝盘座套在内铝盘座外部，内铝盘座下端面设有第二连接套，第二连接套通过第二紧固螺钉与内筒体外壁连接，外铝盘座内圈开设有内侧敞口的外环形槽，内铝盘座外圈开设有外侧敞口的内环形槽，外线圈盘设置在外环形槽内，内线圈盘设置在内环形槽内，外线圈盘和内线圈盘左右对应设置；

外铝盘座底部设有与外线圈盘电连接的第二航空接口，所述的第一导线通过第二航空插座插设在第二航空接口内；内筒体上设有第二穿线孔，所述的第二导线穿过第二穿线孔的两端分别与内线圈盘和压电陶瓷片连接；

内筒体外表面设有第二支撑环，第二连接套下端面与第二支撑环上表面接触。

压电陶瓷片上端设有盖板，导向限位盘下表面设有限位槽，盖板上部装配在限位槽内，导向限位盘、盖板和压电陶瓷片之间通过垂直设置的连接螺栓紧固连接。

采用上述技术方案，机床主轴通过连接板驱动内筒体高速旋转，内筒体带动下端的安装盘、变幅杆、刀柄和磨头一同旋转，与此同时，超声波发生器将超声波通过上线圈盘传输给高速旋转的下线圈盘或者通过外线圈盘传输给高速旋转的内线圈盘，再通过压电陶瓷片传输给变幅杆、刀柄和磨头，从而实现超声振动磨削加工作业。