[发明专利]一种超声振动切割工作头

说明书

本发明是一种超声振动切割工作头，超声振动切割工作头复合在数控铣钻床上，工作头主要包括刀片、刀片卡具、变幅杆、换能器；刀片与变幅杆通过刀片卡具连接，刀片卡具通过螺纹连接的形式与变幅杆连接，保证刀片中心线与变幅杆中心线重合；变幅杆外侧轴肩上套接有轴肩上压板和轴肩下压板，轴肩上压板通过螺栓和轴肩下压板固接；轴肩下压板通过螺栓固定在悬梁上；变幅杆与换能器低部连接，换能器上部紧固设有换能器压板，换能器压板通过螺栓固定到悬梁上；悬梁通过螺栓与法兰一上的连接块固定连接，法兰一通过几个支撑块与法兰二连接；实现了超声振动切割加工，且设计方便，易于加工，装拆容易。

技术领域

本发明属于超声振动复合加工技术领域，特别是涉及一种超声振动切割加工装置，在数控铣钻床上复合上超声振动切割工作头共同组成五自由度超声振动切割装置，主要用于高效精密切割加工。

背景技术

近年来世界复合材料工业蓬勃发展，复合材料作为最新发展起来的一大类新型材料，对科学技术的发展产生了极大的推动作用。复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料具有新的特殊性能。复合材料具有比强度和比模量高，抗疲劳性能好，减振性能强，减摩、耐磨、自润滑性好，耐热性高，复合材料构件制造工艺简单，断裂安全性高等一系列的优点。基于以上的优点复合材料具有广泛的应用前景，例如在航空航天领域，复合材料在飞行器上所占据的比重日益增加，复合材料在飞行器上的广泛应用极大地减轻了飞行器的重量，提高的飞行器的动力性能，减少了燃料的消耗。但是对复合材料的加工工艺还存在缺陷，限制了复合材料的更广泛应用。目前对复合材料的切割加工是主要的加工方法。在现代工业制造领域中，切割加工是应用面广泛、应用量很大的基础工艺之一，尤其是在工程机械制造行业，切割加工工作量占有很大的比重，切割的质量和效率与生产的质量和效率密切相关。随着科学技术的进步，多能源、多种工艺方法的现代切割技术取得突破性进展，从单一的氧乙炔火焰热切割发展成为新型工业燃气火焰切割、等离子弧切割、电火花切割、激光切割、水射流切割现代切割技术。但是对于复合材料的切割，尤其是对不防水、不耐高温易发生碳化的复合材料以上切割方法不再适用。

基于以上原因，本发明注重研究一种超声振动切割工作头。超声振动切割技术具有切割力小、不产生切屑、加工表面质量好、加工效率高、加工范围广等优点，为切割加工提供了新途径。在超声振动切割加工过程中，由于振幅可达到几十微米的超声频的振动作用到刀片上，使刀片沿超声振动系统轴线往复振动，由于振动频率一般为20KHz左右，因此刀片的振动速度远大于刀片进给速度，所以在超声振动切割过程中刀片与材料之间是接触-分离-接触的断续切割形式，因此可以有效的减小切割力保证加工表面质量提高加工效率。本发明将超声振动切割工作头复合到数控铣钻床上，可以实现超声振动切割对刀具前倾角的要求，前倾角可以使切割过程变为滑切过程，并且增大了超声振动在进给方向上的分量，有效减小切割力。本专利发明结构简单，易于加工，装拆方便，对切割加工具有明显优势。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种超声振动切割工作头。将超声振动切割工作头复合到数控铣钻床上，可实现五自由度的超声振动切割装置，且结构简单，易于加工，装拆方便。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声振动切割工作头，超声振动切割工作头复合在数控铣钻床上，其特征在于，工作头主要包括刀片、刀片卡具、变幅杆、换能器；刀片与变幅杆通过刀片卡具连接，刀片卡具通过螺纹连接的形式与变幅杆连接，保证刀片中心线与变幅杆中心线重合；变幅杆外侧轴肩上套接有轴肩上压板和轴肩下压板，轴肩上压板通过螺栓和轴肩下压板固接；轴肩下压板通过螺栓固定在悬梁上；