[发明专利]一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置

摘要

本发明涉及一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，由换能器、变幅杆、刀具组成。换能器采用纵向振动夹心式压电片的基本结构，具有半圆环形压电陶瓷片和电极片的间隔叠加结构，偏轴式悬链线变幅结构等回转非对称特征结构，在输出纵向振动的同时激发、强化弯曲振动。变幅杆为等截面圆柱杆，和前盖板之间相对角度可调。刀具在变幅杆末端径向偏置安装，且偏置程度可作调整。本发明工作频率高于20kHz，可较好达到超声加工效果；椭圆切削轨迹长、短轴比例合理，可充分发挥椭圆切削优势；椭圆轨迹可做调整，可更好地适应不同加工材料、不同切削用量的加工，有望将单点金刚石超精密切削拓展至铁基材料和光学脆硬材料的加工。

主权项

一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，它包括换能器、变幅杆、刀具三部分；其特征在于：所述换能器由一后盖板、一带有绝缘套皮的预紧螺栓、一半圆环形垫片、两半圆环形压电陶瓷片、三半圆环形电极片、一前盖板组成，自所述前盖板顶面中心沿轴向开设有上连接螺纹孔，且在所述前盖板上端设置有半圆环形上凸台，所述前盖板中间部位设置有法兰盘，在所述前盖板的下端、与所述上凸台相同的一侧设置有悬链线式变幅结构，所述悬链线式变幅结构的下截面圆直径为上截面圆的0.55～0.65，自所述前盖板底面中心沿轴向开设有下连接螺纹孔，所述上连接螺纹孔和下连接螺纹孔的中心线偏离，且所述下连接螺纹孔中心线的延长线与所述半圆环形电极片圆心至弧顶的连线相交；所述前盖板通过所述预紧螺栓连接在后盖板的下部，在所述前盖板上凸台与后盖板之间夹设有所述垫片；所述两半圆环形压电陶瓷片和三半圆环形电极片沿后盖板轴向间隔设置在后盖板下方、与所述上凸台对应的低台处，其中两半圆环形压电陶瓷片沿轴向极化，且极化方向相反，三半圆环形电极片间采用并联电路，中间的一电极片接正极，其余两个接负极，三半圆环形电极片的接线柱都设置在半圆环形电极片的弧顶处；所述变幅杆为一等截面圆柱体结构，在所述圆柱体顶部开设有螺柱螺纹孔、底部开设有U型平底槽，所述变幅杆通过螺柱/垫片组合连接到前盖板的底部，所述变幅杆的U型平底槽中安装所述刀具。