[发明专利]一种基于杠杆与凸轮机构的机械式扭振台

说明书

本发明公开了一种基于杠杆与凸轮机构的机械式扭振台，其扭振盘的左右两侧设有对称的第一长孔槽，其扭振台支架的顶部平台中部设有通孔槽，所述通孔槽的内周侧面设有安装扭振盘的环形台阶，所述扭振发生装置包括伺服电机与传动机构，所述传动机构包括凸轮盘与对称设置在凸轮盘两侧的杠杆，杠杆一端向下插入凸轮槽的限位销，另一端设有向上插入第一长槽孔的导杆中。本发明扭振台通过伺服电机的驱动和传动机构的带动，促使扭振盘发生往复式的扭振，通过调整伺服电机的转速和导杆与杠杆转轴的距离，即可实现对振动频率与振幅的调节，设计新颖、规划合理，具有结构简易，操作方便，制造及实施成本低，且通用性强的优点，适合推广使用。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一一种基于杠杆与凸轮机构的机械式扭振台。

背景技术

在机械加工中，如车削、钻削、磨削等，对刀具或被加工工件施加一定频率与振幅的轴向振动或扭振，有利于降低切削力和切削热量，减少粘刀、崩刀的情况，可提升加工效率和延长刀具寿命，而根据叠加振动的频率，这种技术可分为超声振动辅助加工与非超声振动辅助加工。对于一些特殊材料，如碳纤维板、玻璃纤维板等，在钻孔和扩孔过程中，由于其内部的纤维材料容易在加工过程中被拉开、拉断，导致加工效果差，甚至无法加工，对钻头或工件施加钻头轴向的超声频或非超声频扭转振动，可以使切削力周期性变化，促进纤维材料的切割，防止其拉出，提升加工效果，但市场上适合纤维材料钻削加工的机械式扭振台并不多。例如，专利号为CN201610002983.1的《一种复合振动钻削装置》就将超声频扭振叠加在钻头上，其技术目的是满足非金属硬脆材料和难切削金属材料，但对钻削主轴的生产、制作、安装、维护要求较高。

发明内容

本发明的技术目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可将扭振叠加在工件上的基于杠杆与凸轮机构的机械式扭振台，结构简易，易于实现，且适合碳纤维板、玻璃纤维板等材料的加工。

本发明提供的技术方案为：

一种基于杠杆与凸轮机构的机械式扭振台，包括底座、扭振台支架、扭振盘与扭振发生装置，其特征在于：

所述扭振盘用于固定工件，安装在扭振台支架上，呈圆盘状，且左右两侧设有对称的第一长孔槽，所述第一长孔槽沿扭振盘径向设置；

所述扭振台支架由顶部平台和竖向支撑构件构成，所述顶部平台中部设有通孔槽，所述通孔槽的内周侧面设有安装扭振盘的环形台阶，扭振盘水平摆放在所述环形台阶的阶面上，嵌在顶部平台中；扭振台支架通过所述竖向支撑构件立在底座上方，并与底座固定连接；

所述扭振发生装置包括伺服电机与传动机构，所述伺服电机安装在扭振台支架顶部平台的下方；

所述传动机构包括凸轮盘与杠杆，所述凸轮盘设置在扭振盘与伺服电机之间，且与凸轮盘同轴心，凸轮盘的中轴通过联轴器与伺服电机的转动输出轴传动连接，由伺服电机带动凸轮盘旋转，凸轮盘的上表面设有椭圆形的凸轮槽，凸轮盘的左右两侧各设有一杠杆，两杠杆基于凸轮盘的圆心为中心对称；所述杠杆水平设置，其一端设有垂直的限位销，所述限位销向下插入凸轮槽，另一端设有垂直的导杆，所述导杆向上插入扭振盘的第一长槽孔中；

所述杠杆的中部安装在一竖向的转轴上，凸轮盘转动，在椭圆形凸轮槽的导引下，以所述转轴为中心，杠杆在水平方向上旋转摆动，从而带动扭振盘产生往复的扭转，调整所述导杆相对于转轴的距离，即可实现对扭振振幅的调节，通过调节伺服电机的转速即可实现对扭振频率的调节。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述导杆采用销钉轴，上部为轴杆，中部为钉头凸缘，下部为螺杆，并配有螺母；所述杠杆上设有第二长孔槽，销钉轴的上部轴杆插在所述第一长孔槽中，钉头凸缘卡在导杆上表面上，下部螺杆穿过第二长孔槽，底端通过螺母锁紧固定。

支撑杠杆的竖向转轴底部安装在轴承座中，所述轴承座的底端固定在所述底座上。