[发明专利]一种超声振动钻削装置

说明书

本发明提供了一种超声振动钻削装置，其包括车削系统、夹持机构、扭转振动机构、钻削机构以及超声波发生器，车削系统包括床身、设置在床身上的尾座、三爪卡盘、溜板箱，溜板箱设置在床身上并通过连杆与尾座相连；夹持机构包括莫氏锥、套装在莫氏锥上的三角盘，三个扭转振动机构均匀分布在三角盘的三个周侧面上；扭转振动机构包括变幅杆、套装在变幅杆上的第一压电陶瓷片，变幅杆与三角盘的周侧面垂直相连，变幅杆的轴线与莫氏锥的轴线不相交；莫氏锥的第一端与尾座相连，莫氏锥的第二端的外表面上套装有第二压电陶瓷片；钻削机构与第二端相连，钻削机构具有与莫氏锥、三爪卡盘均同轴的钻头。本发明能够较好地实现对工件的钻削。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种超声振动钻削装置。

背景技术

在机械加工领域，钻削作为一种简便常用的加工方法得到了越来越广泛的应用，但其本身具有的一些特性也给加工质量带来了常规工艺条件无法克服的缺陷，如孔表面加工质量差、同轴度误差大、孔的尺寸偏差大、钻削力大、钻削温度高、刀具寿命短等缺陷，钻削不锈钢、钛合金等粘性材料时，会出现断屑困难导致划伤工件表面。而超声振动钻削的振动频率达20000Hz以上，振幅3-20微米，能够将连续切削转变为断续切削，对于克服上述加工缺陷具有本质上的优势，现已得到广泛研究。因此，如何设计一种超声振动钻削装置，以实现对工件的钻削成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声振动钻削装置，以实现对工件的钻削。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超声振动钻削装置，其包括车削系统、夹持机构、扭转振动机构、钻削机构以及超声波发生器，所述车削系统包括床身、设置在所述床身上的尾座、与所述尾座相对设置的三爪卡盘、溜板箱，所述溜板箱设置在所述床身上并通过连杆与所述尾座相连；所述夹持机构包括莫氏锥、套装在所述莫氏锥上的三角盘，三个所述扭转振动机构均匀分布在所述三角盘的三个周侧面上；所述扭转振动机构包括变幅杆、套装在所述变幅杆上的第一压电陶瓷片，所述变幅杆与所述三角盘的周侧面垂直相连，所述变幅杆的轴线与所述莫氏锥的轴线不相交；所述莫氏锥的第一端与所述尾座相连，所述莫氏锥的第二端的外表面上套装有第二压电陶瓷片；所述钻削机构与所述第二端相连，所述钻削机构具有与所述莫氏锥、所述三爪卡盘均同轴的钻头。

优选地，所述莫氏锥的第一端为锥形结构，所述莫氏锥的第二端为具有外螺纹的圆杆，所述锥形结构与所述圆杆之间通过柱形段相连，所述圆杆的直径小于所述柱形段的直径；所述第二压电陶瓷片套装在所述圆杆上，所述三角盘套装在所述柱形段上。

优选地，所述三角盘与所述柱形段之间设置有加强筋。

优选地，所述三角盘与所述莫氏锥形成为一体式结构。

优选地，所述钻削机构还包括弹性夹筒、锁紧螺母、连接筒，所述连接筒的一端与所述圆杆螺纹连接，所述连接筒的另一端的外表面与所述锁紧螺母螺纹配合；所述钻头固定在所述弹性夹筒中，所述弹性夹筒固定在所述锁紧螺母中。

优选地，所述变幅杆与所述三角盘的周侧面螺纹连接。

优选地，所述变幅杆包括依次相连的第一圆杆段、锥形段、第二圆杆段，所述第一圆杆段与所述三角盘的周侧面螺纹连接；所述第一压电陶瓷片套装在所述第二圆杆段上。

优选地，所述扭转振动机构还包括与所述变幅杆同轴设置的圆形盖板、紧固螺栓，所述第二圆杆段上远离所述锥形段的一端的端面上设置有螺纹孔，所述圆形盖板上设置有与所述螺纹孔相对应的通孔，所述紧固螺栓穿过所述通孔与所述螺纹孔相配合。

优选地，三个所述扭转振动机构分别设置在所述三角盘的三个拐角处。

优选地，所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片的个数至少为两个。

本发明的有益效果在于：