[发明专利]一种应用于振动切削的液击激振方法及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种应用于振动切削的液击激振方法及装置，具体地说是一种应用于现代机械加工中振动切削加工的液击激振的方法和装置。属于一般机械振动的发生或传递领域。

背景技术

振动切削是一种新兴的加工方法。它是在传统的切削过程中利用专门设置的振动装置，通过控制振动装置的振幅和频率，人为的给刀具或工件施以一个或者多个不同方向的低频、中频或者超声振动，使传统封闭切削区加工变成切削区周期性打开的间断、瞬间、往复的断续切削过程。振动切削技术可以应用于难加工材料如高强度材料中的高温合金等和难加工结构的加工如弱刚度结构中的薄壁筒、细长杆等。

激振装置是振动切削的核心技术之一。

在目前的振动切削激振装置中，根据振动激励方式的不同，可分为机械式激振装置，液压式激振装置，电磁式激振装置，压电式激振装置等。其中机械式激振装置主要由电机以及凸轮、连杆等机械结构构成，电机带动机械构件实现振动，该装置的不足之处是工作噪音大；液压式激振装置主要由控制阀、油泵、油缸等组成，通过控制阀来控制油缸的活塞杆往复运动来产生振动，该装置的缺点是能耗高，换向速度慢；电磁式振动装置利用电磁原理，通过电磁铁、电机或者磁致等方法产生振动作为激振装置，该装置的缺点是发热严重，不能长时间工作；压电式振动装置以压电元件作为激振源产生中频或者超声波，缺点是功率小。

上述振动装置一般作为一个通用部件安装在相应的机床上，与切削液系统和主动力系统等共同构成相应的切削系统，上述装置一个共同的缺点是应用于振动切削时自身不能为刀具提供冷却液。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种将激振系统和切削液系统合二为一、结构简单的应用于振动切削的液击激振装置。

本发明的目的之二是提供一种能克服上述已有技术的不足，采用液击能进行振动切削的新方法，以液击能作为激振源，通过调整切削液的压力和流量，达到调整激振装置的振幅和频率等参数，从而实现更多的切削工艺，满足不同材料的加工的新方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种应用于振动切削的液击激振装置，由外壳(1)、活阀(2)和活塞(5)组成，外壳为中空腔体，外壳内壁有活阀上限位(9)、活阀下限位(10)、活塞上死点(11)和活塞下死点(12)，活阀、活阀弹簧(3)、活塞、活塞弹簧(6)、变幅机构(7)与刀柄夹具(8)都安装在外壳内，活阀外周有活阀弹簧，活阀壁上有活阀液孔(4)，活塞外周有活塞弹簧，变幅机构连接活塞与刀柄夹具，活塞、变幅机构和刀柄夹具中心都有内孔。

目前其他种类的振动切削装置，如机械式激振装置，电磁式激振装置，压电式激振装置一般都包括有激振装置和切削冷却系统两大系统，本发明的激振装置将振动系统和切削冷却系统两大系统合二为一，采用液击能式激振源，在振动切削时自身就可以为刀具和工件提供冷却液，因此本发明的激振装置简化了切削冷却系统的结构，使激振装置的结构更简洁、紧凑和科学。

本发明一种应用于振动切削的液击激振装置，包括外壳(1)，还有活阀(2)、活阀弹簧(3)、活塞(5)、活塞弹簧(6)、变幅机构(7)和刀柄夹具(8)六个主要部件都安装在外壳的中空腔体内，活阀外周安装有活阀弹簧，活阀壁上有活阀液孔(4)，外壳内壁有活阀上限位(9)、活阀下限位(10)两个关键位，活阀可在活阀上限位与活阀下限位间运动，外壳内壁还有活塞上死点(11)和活塞下死点(12)两个关键位，活塞外周安装有活塞弹簧，活塞可在活塞上死点和活塞下死点间运动。

本发明激振装置运行时，当活阀与活塞分离时，切削液液路是畅通的：切削液通过液压泵后带着高的压力从外壳(1)中空腔体流入，经过活阀(2)的活阀液孔(4)流入活阀与活塞分离形成的空间，再沿活塞、变幅机构和刀柄夹具中心的内孔流到刀具与工件上，削液液最终从刀柄夹具中心孔底冲出，为刀具和工件提供冷却液，而且带压力的削液液具有更好的冷却和排屑功效；

本发明当活阀与活塞连合时，切削液液流通道被突然切断，液腔内液压猛然增大，瞬时高压出现液击现象，当活阀、活塞不断上下运行，不断产生的液击能经过变幅机构(7)变幅后，把液击能传递给刀柄夹具(8)，最终迫使刀具轴向振动，同时，切削液流出冷却刀具，冲洗排屑。

本发明应用于振动切削的液击激振装置的产生液击能的工作过程：

①开始时，如图1所示，活阀(2)处于活阀上限位(9)，活塞(5)处于活塞上死点(10)，活阀与活塞相互连合，活阀液孔(4)被堵，液流通路被切断；