[发明专利]一种多功能超声修整加工试验装置的试验方法

摘要

一种多功能超声修整加工试验装置的试验方法，所述的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；本发明将超声振动单颗粒刀具应用于磨削和砂轮的修整，可以实现单颗粒磨削和单颗粒的划刻，同时可以实现对工具砂轮的修整，为精密超精密的加工提供试验依据，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。

主权项

1.一种多功能超声修整加工试验装置的试验方法，其特征在于：所述的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；所述的试验方法具有五种工作模式：第一种工作模式、单颗粒外圆的磨削：将工具放置在回转工作台上并使用夹具夹紧，调整机床工作台水平移动，使工具的外圆与单颗粒刀具接触，观测计算机，当工具的外圆与单颗粒刀具接触的瞬间，声发射信号突变，对刀成功，然后启动变频电机，实现工具的回转，接着开启超声波电源，机床主轴控制单颗粒刀具沿垂直方向往复运动，从而实现单颗粒外圆的超声振动磨削；在磨削过程中关闭超声波电源，进行单颗粒外圆的普通磨削；第二种工作模式、单颗粒内圆的磨削：将工具放置在回转工作台上并使用夹具夹紧，调整机床工作台水平移动，以及机床主轴的垂直向下移动，使工具的内圆与单颗粒刀具接触，观测计算机，当工具的内圆与单颗粒刀具接触的瞬间，声发射信号突变，对刀成功，然后启动变频电机，实现工具的回转，接着开启超声波电源，机床主轴控制单颗粒刀具沿垂直方向往复运动，从而实现单颗粒内圆的超声振动磨削；在磨削过程中关闭超声波电源，进行单颗粒内圆的普通磨削；第三种工作模式、单颗粒外圆的刻划：将工具放置在回转工作台上并使用夹具夹紧，调整机床工作台水平移动，使工具的外圆的设定高度与单颗粒刀具接触，观测计算机，当工具的外圆与单颗粒刀具接触的瞬间，声发射信号突变，对刀成功，然后启动变频电机，实现工具的回转，接着开启超声波电源，固定单颗粒刀具，微调机床工作台水平移动，从而实现单颗粒外圆的超声振动刻划试验；在刻划过程中关闭超声波电源，进行单颗粒外圆的普通刻划试验；第四种工作模式、单颗粒内圆的刻划：将工具放置在回转工作台上并使用夹具夹紧，调整机床工作台水平移动，以及机床主轴的垂直向下移动，使工具的内圆的设定高度与单颗粒刀具接触，观测计算机，当工具的内圆与单颗粒刀具接触的瞬间，声发射信号突变，对刀成功，然后启动变频电机，实现工具的回转，接着开启超声波电源，固定单颗粒刀具，微调机床工作台水平移动，从而实现单颗粒内圆的超声振动刻划试验；在刻划过程中关闭超声波电源，进行单颗粒内圆的普通刻划试验；第五种工作模式、砂轮外圆的修整：该模式中的工具为砂轮，将砂轮放置在回转工作台上并使用夹具夹紧，调整机床工作台水平移动，使砂轮的外圆与单颗粒刀具接触，观测计算机，当工具的外圆与单颗粒刀具接触的瞬间，声发射信号突变，对刀成功，然后启动变频电机，实现砂轮的回转，接着开启超声波电源，固定单颗粒刀具，机床工作台沿垂直方向往复移动，从而实现对砂轮的超声振动修整；在修整过程中关闭超声波电源，进行砂轮的普通修整。