[发明专利]一种超声波振动珩磨系统

说明书

技术领域

本发明涉及珩磨技术领域，尤其涉及一种超声波振动珩磨系统。

背景技术

汽车、摩托车等内燃机生产的关键问题之一是汽缸内壁表面质量差，加工效率低，耐磨性差等。高性能军用发动机缸套的开发越来越受到军方的重视，对发动机缸体或缸套的珩磨质量提出了更高的要求。但目前在国产珩磨机上用碳化硅等普通油石珩磨效率低、精度不稳定，达不到技术要求。如用金刚石、立方氮化硼等超硬磨料油石，又很难解决油石堵塞及划缸现象。采用新型特种加工方法—功率超声珩磨技术能很好地解决这些问题，它与普通珩磨相比具有珩磨力小、珩磨温度低、精度高、表面质量高及油石磨损小、效益高等特点。

功率超声珩磨是功率超声切削在珩磨中的应用，通过对普通珩磨中不断旋转并上下往复运动的珩磨头施加以超声频的振动来实现。由于附加了高频率的振动，使珩磨头上油石条的微磨粒运动规律发生了变化，形成了脉冲切削，加上功率超声的空化作用，使功率超声珩磨实现了高效、精密珩磨的要求。

CN 102554754 A公开了一种径向振动超声珩磨装置，包括：集流环(1)、浮动机构(12)、换能器(2)、主轴(11)、顶杆(8)、变幅杆(6)、胀芯轴(7)、油石座(4)和油石，主轴(11)的上端连接有浮动机构(12)，集流环(1)套装在主轴(11)的外部，其特征在于：所述的主轴(11)为中间粗两端细的空心阶梯轴，顶杆(8)、换能器(2)、变幅杆(6)和胀芯轴(7)均位于主轴(11)的内部，换能器(2)上设置有轴向通孔，顶杆(8)位于所述的通孔中，顶杆(8)的上端连接在浮动机构(12)上，顶杆(8)的下端插入变幅杆(6)端面上所开的盲孔中，换能器(2)的底部和变幅杆(6)的顶部固定在一起，变幅杆(6)上设置有凸缘，所述凸缘的底部与弹簧(13)的一端固定，弹簧(13)的另一端固定在主轴(11)内部孔的台阶上，变幅杆(6)的下端通过螺纹与胀芯轴(7)的上端连接，胀芯轴(7)上设置有两个倒锥形的棱台(14)，主轴(11)的下部均布设置有槽孔(3)，多个油石座(4)通过顶脚安装在所述的槽孔(3)中，每个油石座(4)顶脚的端面均为与棱台(14)侧面相适应的斜面且所述顶脚的端面与棱台(14)的侧面相接触，每个油石座(4)上均固定有一个油石。

CN 1237498 A公开了一种立式超声珩磨装置，采用中心有通孔的专用压电换能器，直接与子振系统相连组成振动系统，并通过钛合金耦合杆的节点凸缘与内套及连接套、珩磨头体相连，但珩磨头体不振动，换能器中心有通孔可装加压顶杆，碳刷安装于外套上，油石座的轴向采用上下压紧盘定位，浮动机构设计在其上部，保证了同步浮动灵活。

然而上述超声珩磨装置结构复杂，在实际应用中会发生各种故障。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超声波振动珩磨系统，能够使得系统具有较高的安全性、稳定性及可靠性，能够用于汽车、摩托车等内燃机汽缸内壁表面的加工。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超声波振动珩磨系统，包括：换能器1、变幅杆2，弯曲振动圆盘3，挠性杆4，油石座5，油石6，所述换能器1采用纵振钛合金传输杆的压电换能器，压电换能器1中心有孔，加压顶杆从中心穿过。

超声波发生器通电后，产生的超声频电振荡，通过换能器转换为超声机械振动，变幅杆将纵向振动振幅放大传给振动圆盘，挠性杆接收振动圆盘的弯曲振动，变成沿杆轴向方向的纵向振动，再传递给油石座，油石座带动油石在珩磨头体中以给定的频率纵向振动，在珩磨过程中头体不振动，只有工具振子系统振动，所以与头体振动相比，能量损耗小。

作为优选方案，油石座采用上下压盘定位，以方便装卸。

所述油石采用W40铜基金刚石油石条。

所述系统频率18.2kHz，振幅8-15μm。

采用本发明的超声波振动珩磨系统后，汽缸内壁粗糙度Ra由普通珩磨机的0.04μm提高到0.008μm。

附图说明

图1是本发明具体实施方式1提供的超声波振动珩磨系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式1提供的超声波振动珩磨系统的结构示意图。

图1中，换能器1、变幅杆2，弯曲振动圆盘3，挠性杆4，油石座5，油石6，油石的纵向振动波形7，弯曲振动波形8，节点9，纵振波形10。