一种适用于制作仿鲨鱼皮结构蒙皮的复合超声椭圆振动切削装置

摘要

本发明公开了一种复合超声椭圆振动切削装置，该装置由超声振动单元、筒状伺服刀架、中空式压电陶瓷和底座组成。刀具安装在超声振动单元的输出端上，超声振动单元置于中空式压电陶瓷内，中空式压电陶瓷置于筒状伺服刀架内，底座安装在筒状伺服刀架的端部。所述筒状伺服刀架上设有四个弹性铰链结构，该对称铰链的设计避免了筒状陶瓷驱动刀具时发生偏转，同时弹性铰链的无间隙传动，实现了刀具的纳米级三维微结构表面形貌的加工精度。所述超声振动单元采用两个不同结构的激励源，在加工过程中实现了刀具纵向和弯曲两个方向的超声振动。本发明的切削装置能够适用于制作仿鲨鱼皮结构蒙皮。

主权项

一种适用于制作仿鲨鱼皮结构蒙皮的复合超声椭圆振动切削装置，其特征在于：该切削装置由超声振动单元(2)、筒状伺服刀架(1)、中空式压电陶瓷(5)和底座(3)组成；金刚石刀具(4)安装在超声振动单元(2)的输出端上，超声振动单元(2)置于中空式压电陶瓷(5)内，中空式压电陶瓷(5)置于筒状伺服刀架(1)内，底座(3)安装在筒状伺服刀架(1)的端部；超声振动单元(2)包括有紧固螺钉(201)、法兰式前盖板(202)、第一激励源(203)、中盖板(204)、第二激励源(205)、后盖板(206)；其中，中盖板(204)与后盖板(206)的结构相同，且为空心圆柱体结构；法兰式前盖板(202)的一端设有用于安装刀具(4)的刀具安装台(226)，法兰式前盖板(202)的另一端为法兰盘(221)结构；法兰盘(221)上设有凸台(223)和C螺纹孔(224)，该凸台(223)的中心设有B螺纹孔(222)；而法兰盘(221)上的多个C螺纹孔(224)与筒状伺服刀架(1)下端面(146)的D螺纹孔(147)配合，实现法兰式前盖板(202)与筒状伺服刀架(1)底部的连接；B螺纹孔(222)用于连接紧固螺钉(201)的螺纹段；第一激励源(203)包括有A铜片(231)、B铜片(232)、C铜片(233)、A半环陶瓷(234)、B半环陶瓷(235)、C半环陶瓷(236)和D半环陶瓷(237)，两两半环陶瓷形成一个圆环陶瓷，并且将该圆环陶瓷置于两个铜片之间，即A半环陶瓷(234)与C半环陶瓷(236)形成一个圆环陶瓷，B半环陶瓷(235)与D半环陶瓷(237)形成另一个圆环陶瓷；A铜片(231)与B铜片(232)之间放置的是B半环陶瓷(235)与D半环陶瓷(237)形成另一个圆环陶瓷；B铜片(232)与C铜片(233)之间放置的是A半环陶瓷(234)与C半环陶瓷(236)形成一个圆环陶瓷；第二激励源(205)包括有A铜片(251)、B铜片(252)、C铜片(253)、A圆环陶瓷(256)、B圆环陶瓷(257)；A铜片(251)与B铜片(252)之间放置的是B圆环陶瓷(257)；B铜片(252)与C铜片(253)之间放置的是A圆环陶瓷(256)；紧固螺栓(201)的螺纹段端顺次穿过后盖板(206)、第二激励源(205)、中盖板(204)、第一激励源(203)后，螺纹连接在法兰式前盖板(202)的法兰盘(221)的螺纹孔内，从而实现将后盖板(206)、第二激励源(205)、中盖板(204)、第一激励源(203)以及前盖板(202)的紧固在一起；筒状伺服刀架(1)为一体加工成型件；筒状伺服刀架(1)的中部是一空腔(11)，该空腔(11)用于放置中空式压电陶瓷(5)和超声振动单元(2)；筒状伺服刀架(1)的上端面(12)上设有多个沉头螺纹孔(13)，该沉头螺纹孔(13)与底座(3)上的A螺纹孔(34)配合，通过螺钉实现底座(3)与筒状伺服刀架(1)的上端面(12)的安装；筒状伺服刀架(1)的下端面(146)上设有D螺纹孔(147)，该D螺纹孔(147)与法兰前盖板(202)的法兰盘(221)上的C螺纹孔(224)配合，通过螺钉实现筒状伺服刀架(1)的下端与法兰前盖板(202)的法兰盘(221)的安装；筒状伺服刀架(1)的刀架环体(14)的上部设有插头孔(145)，该插头孔(145)用于中空式压电陶瓷(5)的电缆线通过；筒状伺服刀架(1)的刀架环体(14)的下部开有一切缝，以及切缝的两端设有两个半圆环，一个切缝两端的两个半圆环与另一个切缝两端的两个半圆环形成一个铰链，即在刀架环体(14)上设有结构相同的A铰链(141)、B铰链(142)、C铰链(143)和D铰链(144)，所述的四个铰链两两相对，即A铰链(141)与C铰链(143)为一对，B铰链(142)与D铰链(144)为另一对；底座(3)的上部设有凸台(31)，底座(3)的底部设有凹槽(32)，凹槽(32)的中心设有A通孔(33)，底座(3)底部的环面上设有多个A螺纹孔(34)；所述的A通孔(33)用于第一激励源(203)和第二激励源(205)的电缆线通过，所述的A螺纹孔(34)用于螺钉穿过后与筒状伺服刀架(1)的上端面(12)的沉头螺纹孔(43)配合，实现底座(3)与筒状伺服刀架(1)的上端面(12)安装。