[发明专利]一种用于超声加工的复合振动砂轮的设计方法

摘要

本发明公开了一种用于超声加工的复合振动砂轮的设计方法，具有如下步骤：根据加工要求，确定超声复合振动砂轮的振动模态；根据所需的振动模态设计内层磨环、外层磨环以及连接锥柄的尺寸；确定外层磨环通水孔位置：外层磨环通水孔位置与外层磨环节径模态时的节径位置重合；确定连接锥柄与所述外层磨环的连接关系；根据外层磨环工作模态设计连接法兰；装配各零部件成超声振动复合砂轮。本发明设计的用于超声加工的复合振动砂轮可减少节圆、节点处的摩擦，实现在一道工序中进行粗加工与精加工，提高生产效率，改变内外层磨环的开槽形式，可以得到不同形式的超声振动，以满足不同的加工要求，进一步提高加工质量。

主权项

1.一种用于超声加工的复合振动砂轮的设计方法，超声复合振动砂轮包括外层磨环，内层磨环，连接法兰以及连接锥柄，其特征在于，所述设计方法具有如下步骤：根据加工要求，确定超声复合振动砂轮的振动模态，当需要较大振幅时，外层磨环选择节圆模态，当需要较小的振幅时外层磨环选择节径模态；确定外层磨环的尺寸：根据已确定的工作模态设计外层磨环尺寸，使其在工作频率下实现所需模态，所述外层磨环，其上端具有中心锥孔和多个位于中心锥孔周向外侧的外层磨环通水孔，其下端具有与中心锥孔和外层磨环通水孔连通且下端敞开的外层磨环腔，与外层磨环腔所对应的外层磨环外壁具有多个与外层磨环腔连通的外层磨环斜槽，其中，外层磨环斜槽的槽口位于外层磨环下端面；确定内层磨环与连接锥柄尺寸：根据外层磨环的尺寸确定内层磨环的尺寸，使其能够装入外层磨环腔内且有合适的轴向调整量；根据内、外层磨环的尺寸确定连接锥柄的尺寸，保证两个磨环连接后外层磨环与锥柄接触处是超声波长的节点位置，且内层磨环有合适的轴向调整量；确定外层磨环通水孔位置：外层磨环通水孔位置与外层磨环节径模态时的节径位置重合；根据外层磨环工作模态设计连接法兰：连接法兰可分为节圆式与节径式，分别适用于外层磨环的节圆模态和节径模态；节圆式连接法兰内环直径大于外层磨环节圆直径；节径式连接法兰的端面在对应外层磨环节径处开隔离槽；将设计完成的各零部件装配，即得到超声复合振动砂轮。