[发明专利]一种振动加工用工件微激振装置及方法

摘要

本发明公开了一种振动加工用工件微激振装置及方法。目前并没有简单实用的振动加工用工件微激振装置及方法。本发明的伺服电机驱动偏心轮轴；振动台底部的偏心槽与偏心轮轴的偏心轮相切；n根滚柱均分为两组设置在偏心轮轴两侧；振动台的底部两侧设有两块滑动块；每块滑动块的顶部和底部与对应一组滚柱形成滚动副。振动加工用工件微激振方法，步骤如下工件置于三向力传感器顶部，夹具夹紧工件；伺服电机驱动偏心轮轴，偏心轮激励振动台振动；监控系统对工件振动切削进行监控及优化，并控制伺服电机对工件的振动频率进行调整。本发明可高效实现工件微激振加工，并对工件微位移振动频率和切削负载力实时监控、检测与诊断。

主权项

一种振动加工用工件微激振装置，包括伺服电机、振动机构、监控系统、夹具和激振装置底板，其特征在于：所述的振动机构包括滚柱、偏心轮轴、振动台、滚珠和支撑座；所述的监控系统包括激光位移传感器、三向力传感器、前置放大器、电信号转换板、数据采集卡、工控机和驱动器；所述的支撑座固定于激振装置底板上；所述偏心轮轴的两端分别通过轴承支承在支撑座的前、后板上，伺服电机驱动偏心轮轴；所述振动台底部的偏心槽的两侧壁与偏心轮轴的偏心轮相切；n根滚柱均分为两组设置在偏心轮轴两侧，每组的滚柱呈行数为2的矩阵排布，其中，n≥8，且为偶数；每根滚柱的两端分别通过轴承支承在支撑座的前、后板上；所述振动台的底部两侧设有一体成型且对称的两块滑动块；每块滑动块的顶部和底部与对应一组滚柱形成滚动副；振动台的前、后面位于偏心槽两侧均开有限位槽组，限位槽组包括两个限位槽；支撑座的前、后板与振动台的各个限位槽之间均设有滚珠；所述的激光位移传感器检测工件的微位移；所述的三向力传感器安装于振动台上，检测刀具的切削负载力；所述的夹具固定在三向力传感器顶部；激光位移传感器及三向力传感器的信号输出端口分别与前置放大器的一个模拟量输入端口连接；前置放大器将放大后的信号传给电信号转换板的模拟量输入端口，电信号转换板通过外接电缆将信号传输至数据采集卡，数据采集卡通过PCI接口传输信号至工控机；所述的工控机对工件的微位移振动频率及刀具的切削负载力数据进行处理分析，并对输出量进行优化调整；经工控机优化后的输出量通过驱动器控制伺服电机转速，伺服电机调整工件的微位移振动频率；所述伺服电机固定于电机安装座，其输出轴上固定有主动带轮；电机安装座固定在激振装置底板上；从动带轮固定在振动机构的偏心轮轴上；所述的主动带轮与从动带轮通过同步带连接，张紧机构张紧同步带；所述主动带轮的直径大于从动带轮的直径。