[发明专利]一种超声振动辅助高效滚齿加工的系统及使用方法

权利要求书

1.一种超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：包括压电致动器、刀具、刀具工作台、第一连接件(1)、振动变幅杆(2)和刀盘(3)；

所述第一连接件(1)与刀具工作台连接；

所述振动变幅杆(2)嵌装在第一连接件(1)内，所述刀具工作台通过第一连接件(1)与振动变幅杆(2)连接以驱动振动变幅杆(2)运动，所述振动变幅杆(2)一端嵌入第一连接件(1)，另一端安装有刀盘(3)，刀盘(3)在不同直径处分别设置有一圈内齿刀和一圈外齿刀，所述压电致动器安装在振动变幅杆(2)上，所述振动变幅杆(2)能将压电致动器产生的振动位移和速度进行放大，并能产生轴向-弯曲-扭转耦合振动，所述压电致动器均与超声波发生器连接；所述第一连接件(1)设置有截面为多边形的内腔(11)；所述振动变幅杆(2)插装在内腔(11)中；所述振动变幅杆(2)包括按顺序依次设置的配合定位段(21)、第一致动器安装段(22)、第二连接件安装段(23)、第二致动器安装段(24)、第三连接件安装段(25)以及刀盘安装段(26)，所述压电致动器包括第一压电致动器(4)和第二压电致动器(6)；

所述配合定位段(21)和刀盘安装段(26)位于振动变幅杆(2)两端，所述配合定位段(21)与内腔(11)底部配合相连，所述刀盘安装段(26)用于安装刀盘(3)；

所述第一压电致动器(4)设置有两个且位置相对地安装在第一致动器安装段(22)上，所述第二连接件安装段(23)与内腔(11)内壁之间安装有第二连接件(5)以传递扭矩；

所述第二压电致动器(6)设置有两个且位置相对地安装在第二致动器安装段(24)，两个所述第一压电致动器(4)与两个第二压电致动器(6)十字交叉设置；

所述第三连接件安装段(25)设置有第一凹槽(251)，所述第一凹槽(251)与内腔(11)内壁之间安装有第三连接件(7)，所述第三连接件(7)与第一连接件(1)固定连接，所述第三连接件(7)截面的外圈为与内腔(11)匹配的多边形，所述第三连接件(7)截面内圈为圆形，所述第三连接件安装段(25)设置有绕轴线均匀分布且斜向设置的凹槽孔(252)。

2.根据权利要求1所述的超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：所述第二连接件(5)截面的外圈为与内腔(11)匹配的多边形，所述第二连接件(5)截面内圈和第二连接件安装段(23)截面为相互匹配的多边形，所述第二连接件(5)与第一连接件(1)固定连接。

3.根据权利要求2所述的超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：所述内腔(11)截面为正六边形，所述第二连接件(5)截面内圈和第二连接件安装段(23)截面为正八边形，所述第二连接件(5)与第一连接件(1)设置有相应的螺栓孔以通过螺栓连接固定并预紧，所述第二连接件(5)与第二连接件安装段(23)之间安装有适配的第一垫圈(8)，所述第二连接件(5)设置有断开处，所述断开处安装有第二垫片(9)，所述第二垫片(9)一端与第一垫圈(8)接触，另一端与第一连接件(1)接触。

4.根据权利要求1所述的超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：所述凹槽孔(252)设置有两组，每组凹槽孔(252)设置有四个且绕轴线均匀分布，所述第一凹槽(251)和第三连接件(7)对应设置有两个且沿轴线间隔设置。

5.根据权利要求1所述的超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：所述内腔(11)底部设置有圆形凹槽，圆形凹槽处安装有第三垫片(12)，所述第三垫片(12)外端设置有圆锥形凹槽，所述配合定位段(21)与圆锥形凹槽匹配并插入安装在圆锥形凹槽内。

6.根据权利要求1所述的超声振动辅助高效滚齿加工的系统，其特征在于：所述第二连接件安装段(23)和第二致动器安装段(24)组成一个阶梯轴，第一致动器安装段(22)到第二致动器安装段(24)直径依次减小，所述第二压电致动器(6)外圈设置有卡簧(61)，所述卡簧(61)靠近第二连接件安装段(23)的外周设置有台阶，所述台阶与第二连接件安装段(23)组成能匹配安装第二连接件(5)的第二凹槽。