[发明专利]多维超声振动磨削加工球形工件装置

说明书

多维超声振动磨削加工球形工件装置，包括工件超声旋转机构和刀具超声旋转磨削机构；工件超声旋转机构包括第一转台、第一滑台、第一主轴箱、第一套筒、第一超声振动传输组件、顶尖装置和球形工件夹具；刀具超声旋转磨削机构包括第二转台、第二滑台、第二主轴箱、第二套筒、第二超声振动传输组件和杯型砂轮。本发明原理科学，结构简单，各部件采用组装的方式进行连接，方便安装和拆卸，可靠性强，采用多维超声振动加工方式，大大提高球形工件的加工效率和磨削精度。

技术领域

本发明属于磨削加工技术领域，具体涉及一种多维超声振动磨削加工球形工件装置。

背景技术

随着科技的发展，硬脆材料和难加工材料的使用日益广泛，就需要在传统加工的工艺和设备上进行改造升级来加工这些材料。传统的磨削方法在对工件进行加工时，易导致表面烧伤，表面质量恶化，缩短砂轮的使用寿命，尤其是对球形工件进行加工时效率难以提升。

在超声振动辅助磨削中，由于超声振动的引入，微分切削轨迹、细化加工表面，降低表面粗糙度值，改善工件表面质量；超声产生的高频振动能有效解决砂轮堵塞问题，改善砂轮的切削性能。在普通磨削过程中产生振动，使加工表面质量降低。而施加高频振动后，改变了工艺系统的动态稳定性，使工艺系统的不良振动现象得到消除和减弱，因此可得到独特的超声磨削加工效果。

施加超声振动后改变摩擦力方向，减小外摩擦阻抗，同时以其特有的脉冲特性，使砂轮与工件处于非完全接触的加工状态，形成了独特的摩擦特性，产生的摩擦力明显降低，减少磨削热的产生。在超声磨削过程中，超声振动的空化作用使切削液乳化为微粒，使切削液直接渗到砂轮与工件的接触表面，充分地起冷却和润滑作用，从而减轻或避免传统磨削过程中出现的工件表面烧伤问题。

空心陶瓷球体工件主要用于阀门的密封部件，提高了阀门产品的耐磨性、防腐性及密封性。空心陶瓷球体工件的外圆需要进行磨削才能达到密封要求。因此如何有效的将超声振动引入到空心陶瓷球体的加工是一项亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可提高球形工件的加工效率和精度的多维超声振动磨削加工球形工件装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：多维超声振动磨削加工球形工件装置，包括工件超声旋转机构和刀具超声旋转磨削机构；

工件超声旋转机构包括第一转台、第一滑台、第一主轴箱、第一套筒、第一超声振动传输组件、顶尖装置和球形工件夹具；第一滑台设在第一转台上，第一主轴箱底部滑动设在第一滑台上，第一主轴箱的主轴沿前后方向水平设置，第一主轴箱的主轴同轴与第一套筒后端传动连接，第一套筒前端通过第一超声振动传输组件与球形工件夹具连接，球形工件夹具前端与顶尖装置的顶压转动连接；

刀具超声旋转磨削机构包括第二转台、第二滑台、第二主轴箱、第二套筒、第二超声振动传输组件和杯型砂轮；第二滑台设在第二转台上，第二主轴箱底部滑动设在第二滑台上，第二主轴箱的主轴沿左右方向水平设置，第二主轴箱的主轴同轴与第二套筒右端传动连接，第二套筒左端通过第二超声振动传输组件与杯型砂轮连接，杯型砂轮位于球形工件夹具右侧。

第一套筒和第二套筒的结构相同，均包括一端敞口、另一端封堵的筒体，筒体封堵端同轴固定连接有伸入到主轴中心孔内的阶梯连接轴，筒体内壁设有定位环，筒体上沿圆周方向开设有四个第一螺纹孔和两个穿线孔，筒体敞口端设有台阶槽和开设在台阶槽底部的若干第二螺纹孔。