[实用新型]多功能超声修整加工试验装置

说明书

多功能超声修整加工试验装置，包括机床工作台、工具夹持回转系统、超声振动系统、刀具组件和对刀系统；工具夹持回转系统和对刀系统均设置在机床工作台上，超声振动系统上端连接在机床主轴下端部，刀具组件设置在超声振动系统的下端部；对刀系统检测刀具组件与夹持在工具夹持回转系统上的工具之间的声发射信号实现对刀。本实用新型根据工具的结构特点，采用不同的修整工具和单颗粒磨粒对工具和工件进行修整和加工，可以提高修整效率和加工效率，达到对修整和加工效果可控的目的。

技术领域

本发明属于精密超精密机械加工技术领域，具体涉及一种多功能超声修整加工试验装置。

背景技术

随着精密超精密加工技术的发展，超声振动加工技术在硬脆材料和陶瓷等难加工材料的应用越来越广。超声磨削作为精密超精密加工方法之一，在加工领域起着关键的作用。磨削过程的本质是基于砂轮表面随机分布的磨粒进行的滑擦、耕犁和切削作用的综合，对磨削过程的探究是深入认识和提高该方法的主要途径。单颗磨粒作为磨削加工的基本单元，在作用过程中不受其他磨粒的影响，成为研究复杂超声辅助磨削过程的有效手段。

在磨削过程中，砂轮工件表面的磨粒会逐渐磨钝，随之导致磨削力增大，磨削温度上升，发生颤振和烧伤，影响被加工零件的表面完整性。因此，砂轮的及时修整可以有效的改善加工质量。在现有的砂轮修整方法中，超声振动修整通过对修整工具施加超声振动，通过改变超声振动的频率和振幅，改善修整条件，由原来的连续车削变成间断冲击，从而导致修整后的磨粒切削刃更为锋利。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、操作方便、可以分别实现砂轮修整和单颗磨粒磨削的多功能超声修整加工试验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：多功能超声修整加工试验装置，包括机床工作台、工具夹持回转系统、超声振动系统、刀具组件和对刀系统；工具夹持回转系统和对刀系统均设置在机床工作台上，超声振动系统上端连接在机床主轴下端部，刀具组件设置在超声振动系统的下端部；对刀系统检测刀具组件与夹持在工具夹持回转系统上的工具之间的声发射信号实现对刀。

工具夹持回转系统包括变频电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速机和回转工作台组成，变频电机和蜗轮蜗杆减速机设置在机床工作台上，变频电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速机的输入轴通过联轴器传动连接，蜗轮蜗杆减速机的输出轴垂直向上设置并与回转工作台相连接，回转工作台上开设用于固定夹具的T型槽。

超声振动系统包括超声波电源、换能器、传振杆、变幅杆、支撑筒、上感应盘和下感应盘，上感应盘和下感应盘均呈圆环盘形，上感应盘和下感应盘上下对应且为无线传输，超声波电源与无线传输的上感应盘通过导线连接，换能器与无线传输的下感应盘通过导线连接，实现电能的传输，无线传输的上感应盘通过紧固装置与机床主轴下端同轴向连接，支撑筒设置在上感应盘和下感应盘的中心孔之间，下感应盘通过紧固螺钉固定于支撑筒；换能器与传振杆均设置在支撑筒内，换能器设置在传振杆顶部，换能器顶部设置有盖板，换能器、传振杆和盖板之间通过第一螺栓连接，传振杆下端与变幅杆上端通过第一双头螺栓固定连接，变幅杆中部设置有法兰盘，法兰盘通过第二螺栓与支撑筒下端固定连接，变幅杆采用非对称夹角式变幅杆，刀具组件安装在变幅杆的下端。

刀具组件包括刀具基体和单颗粒刀具，单颗粒刀具通过电镀工艺固结在刀具基体上，刀具基体通过第二双头螺栓与变幅杆的下端部相连接。

对刀系统包括依次通过数据线连接的声发射传感器、电荷放大器、数据采集卡和计算机组成，声发射传感器检测刀具组件与工具之间的声发射信号实现对刀。

工具为圆盘类零件、柱类零件、环型零件或砂轮。

采用上述技术方案，本发明进行实验时具有五种工作模式：