基于双激励纵弯椭圆换能器的超声椭圆振动挤压加工装置

摘要

本发明公开了一种基于双激励纵弯椭圆换能器的超声椭圆振动挤压加工装置，其包括有壳体组件、振动组件、滑动组件和压力组件，滑动组件套接在振动组件的外圆面，压力组件安装在振动组件的尾部，装配好的振动组件、滑动组件和压力组件置于壳体组件内。本发明的超声椭圆振动挤压装置是结合柔性挤压要求与朗之万换能器原理进行的结构设计。当采用该装置进行挤压加工时，其双激励纵弯椭圆换能器能驱动刀具不停地做纵弯椭圆振动，该椭圆振动的轨迹与工件的回转运动轨迹相切，回转方向相反。当该椭圆振动的回转速度与工件的回转速度大小相等或近似相等时，刀具相当于在工件表面作纯滚动，刀具与加工表面间的相对滑动将不复存在，这样就有效地避免了刀具因为滑动摩擦而导致的机械磨损，达到了延长刀具寿命的目的。

主权项

1、一种基于双激励纵弯椭圆换能器的超声椭圆振动挤压加工装置，其特征在于：该超声椭圆振动挤压加工装置包括有壳体组件(1)、振动组件(2)、滑动组件(3)和压力组件(4)；该壳体组件(1)包括有前盖板(11)、后盖板(12)和基座(13)；该振动组件(2)包括有变幅杆(21)、A圆柱(22)、B圆柱(23)、长螺钉(24)、夹紧件(25)、A振动激励源(26)和B振动激励源(27)，振动组件(2)沿纵向中心线顺次布局为B圆柱(23)、A振动激励源(26)、A圆柱(22)、B振动激励源(27)和变幅杆(21)；该滑动组件(3)包括有刀套(31、密封圈(32、A限位套(33、直线滑动轴承(34和B限位套(35；刀套(31)的外圆面上从安装有B限位套(35)、直线滑动轴承(34)和A限位套(33)，直线滑动轴承(34)置于A限位套(33)与B限位套(35)之间；该压力组件(4)包括有压力传感器(41)、弹簧(42)、A压盖(43)、弹簧心轴(44)和B压盖(45)；前盖板(11)上设有X通孔(111)和A通孔(112)，且A通孔(112)设在前盖板(11)的中心位置，A通孔(112)用于变幅杆(21)的输出端(21a)穿过；X通孔(111)设在A通孔(112)的四周，X通孔(111)用于与基座(13)的前端面(135)上设有的螺纹孔配合实现前盖板(11)与基座(13)的前端面(135)的安装；后盖板(12)上设有A沉头孔(121)、B沉头孔(122)、C通孔(123)和B通孔(124)，A沉头孔(121)设计在后盖板(12)的边缘，B沉头孔(122)设计在后盖板(12)的中间部位；A沉头孔(121)用于与基座(13)的后端面(132)上设有的A螺纹孔(133)配合实现后盖板(12)安装在基座(13)的后端面(132)上；B沉头孔(122)用于与压力传感器(41)上的I通孔(412)配合，然后通过螺钉实现将压力传感器(41)安装在后盖板(12)上；C通孔(123)用于B振动激励源(27)和A振动激励源(26)的电源线穿过；B通孔(124)用于压力传感器(41)的信号线和电源线穿过；基座(13)的外部为八边形，基座(13)的内部为带有切口(134)的圆筒结构，基座(13)的外部设有连接端(131)，该连接端(131)安装在机床的四方刀架上，本发明的超声椭圆振动挤压加工装置通过连接端(131)实现与机床的连接；基座(13)的后端面(132)上均匀设有A螺纹孔(133)，该A螺纹孔(133)与A沉头孔(121)配合，然后通过螺钉实现将后盖板(12)安装在基座(13)上；切口(134)内卡合有A压盖(43)的凸块(434)；变幅杆(21)为阶梯形变幅杆，变幅杆(21)的输出端(21a)上设有圆孔(216)、长槽(212)、A凹槽(213)、B凹槽(215)和H通孔(214)；圆孔(216)、长槽(212)沿纵向中心线开设，A凹槽(213)、B凹槽(215)对称设在输出端(21a)的圆面上，A凹槽(213)与B凹槽(215)之间设有H通孔(214)，A凹槽(213)、B凹槽(215)与长槽(212)平行，H通孔(214)与长槽(212)垂直；圆孔(216)内放置有刀具(5)，对刀具(5)的夹紧采用B螺钉(251)穿过H通孔(214)后连接上螺母(252)实现；B螺钉(251)的端部置于B凹槽(215)内，螺母(252)置于A凹槽(213)内；A圆柱(22)的中心设有E通孔(221)；B圆柱(23)的中心设有D通孔(231)；长螺钉(24)的螺纹端(241)顺次穿过D通孔(231)、F通孔(26)1、E通孔(221)、G通孔(271)后连接在B螺纹孔(211)上；夹紧件(25)包括有B螺钉(251)和螺母(252)，B螺钉(251)与螺母(252)的配合使得长槽(212)的缝隙减小，从而达到夹紧刀具(5)的目的；A振动激励源(26)的中心有F通孔(261)；B振动激励源(27)的中心有G通孔(271)；刀套(31)为中空圆柱结构，刀套(31)的中心设有中心通孔(316)，刀套(31)的圆柱体(317)上均匀设有多个C沉头孔(312)，刀套(31的前端面(315)的内环上开有C凹槽(311)，刀套(31)的后端面(313)上均匀设有C螺纹孔(314)；中心通孔(316)用于放置振动组件(2)，且通过螺钉穿过C沉头孔(312)顶紧在B圆柱(23)、变幅杆(2)1上实现振动组件(2)与刀套(31)的安装；C凹槽(311)内安装有密封圈(32)；在振动组件(2)置于中心通孔(316)内后，振动组件(2)的变幅杆(21)的输出端(21a)伸出中心通孔(316)后用密封圈(32)实现定位和密封装配；C螺纹孔(314)与压力组件(4)中的A压盖(43)上的Y通孔(431)配合，通过螺钉实现A压盖(43)安装在刀套(31)的后端面(313)上；A压盖(43)的中心设有D螺纹孔(432)，该D螺纹孔(432)内安装有弹簧心轴(44)的螺纹端(441)；A压盖(43)上均匀设有四个Y通孔(431)，该Y通孔(431)与C螺纹孔(314)的配合实现A压盖(43)安装在刀套(31)的后端面(313)上；A压盖(43)的环体(433)上设有凸块(434)，该凸块(434)卡合在基座(13)的切口(134)中，该凸块(434)能够实现A压盖(43)与基座(13)的定位；B压盖(45)的一端设有A凸台(452)，该A凸台(452)用于套接弹簧(42)的一端；B压盖(45)的另一端设有A凹腔(451)，该A凹腔(451)用于放置压力传感器(41)的B凸台(413)；压力传感器(41)通过I通孔(412)与B沉头孔(122)的配合实现压力传感器(41)安装在后盖板(12)上；压力传感器(41)的B凹腔(411)用于放置B压盖(45)，且压力传感器(41)的B凸台(413)与A凹腔(451)配合，B压盖(45)的A凸台(452)上套接弹簧(42)的一端，弹簧心轴(44)穿过弹簧(42)后螺纹连接在A压盖(43)上，弹簧(42)的另一端与A压盖(43)接触。