[发明专利]一种应用于难加工材料深孔加工的轴向低频回转振动装置

说明书

一种应用于难加工材料深孔加工轴向低频回转振动装置，该装置包括有低频振动产生机构、连接机构、外壳。低频振动产生机构和连接机构分别从外壳两侧装入，最后通过外壳的法兰盘从两侧用螺栓固定在外壳上。本发明克服了传统低频深孔加工不能实现在钻头回转进给时同时使钻头相对于工件产生可控的低频振动的不足，可安装于现有工件及钻头双向旋转的深孔加工机床主轴上，以提升普通深孔钻床的加工能力和加工范围，充分发挥低频振动钻削的优良特性，提高深孔零件的孔质量和加工效率。

技术领域

本发明设计了一种应用于难加工材料深孔加工轴向低频回转振动装置，更特别的说，是一种应用于低频振动技术的深孔加工装置。该装置尤其适用于对难加工材料，尤其是钛合金和不锈钢进行高效高质量的深孔加工。

背景技术

随着制造工业的蓬勃发展，各种难加工材料的应用也日益广泛，如高强度钢、钛合金、不锈钢、高温合金等。高强度钢、钛合金、不锈钢等难加工材料因其具备高强度、高刚度而质量轻的特性，它们的应用使得零件的可制造性趋于恶化。

振动钻削与普通钻削的根本区别是在钻孔的过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。当加工参数选择合理时，能够明显提高钻入定位精度、孔的表面粗糙度、尺寸精度和圆度，降低出口毛刺、切削力以及切削温度，延长钻头寿命等，尤其在难加工材料的钻孔中往往显示出普通钻孔无法比拟的优越性。但是，以往的深孔振动加工装置存在着结构较复杂，不能实现在钻头回转进给时同时使钻头相对于工件产生可控的低频振动等缺点，通常都是保持钻头不转动的前提下，因此限制了振动技术在深孔加工领域中的应用。

发明内容

本发明的目的是提高难加工材料深孔的加工质量和加工效率，为此提供一种适用于对钛合金和不锈钢等难加工材料的深孔加工装置。它克服了传统低频深孔加工不能实现在钻头回转进给时同时使钻头相对于工件产生可控的低频振动的不足，可安装于现有工件及钻头双向旋转的深孔加工机床主轴上，以提升普通深孔钻床的加工能力和加工范围，充分发挥低频振动钻削的优良特性，提高深孔零件的孔质量和加工效率。

为实现以上目的，本发明技术方案如下：

本发明一种回转低频轴向振动深孔加工装置(含内通油通道)，前端连接刀具(枪钻)，后端连接机床主轴。该装置包括有低频振动产生机构、连接机构、外壳；它们之间的连接关系是：低频振动产生机构和连接机构分别从外壳两侧装入，最后通过外壳的法兰盘从两侧分别用6个M6的螺栓固定在外壳上。

所述低频振动产生机构由振动轴、前外球套、前内球套、后外球套、后内球套、前外角度盘、前内角度盘、后外角度盘、后内角度盘、角接触球轴承、轴承垫片、固定垫片、防松螺母、O型圈组成；它们的连接关系是前外角度盘和后外角度盘、前内角度盘和后内角度盘、前内球套和后内球套之间有错位的3×120°的槽，可以相互紧密配合，配合关系采用过盈配合。安装时先将两个角接触球轴承背靠背安装在前内球套和后内球套之间，此后将前内角度盘和后内角度盘安装在轴承的外圈上，确认角度盘的相对位置后，将前外角度盘和后外角度盘安装在内角度盘上，此后按照顺序前外球套→上述组件→后外球套→固定垫片→防松螺母分别从振动轴一侧安装，并锁紧防松螺母上的沉头螺栓。最后在振动轴凹槽内安装上O型圈，隔绝深孔钻削的切削液进入，保证腔体内部环境的稳定。

在低频振动装置产生振动过程中，由于外角度盘的内端面、内角度盘的外端面的法线和轴线之间的夹角为0.5°，内外角度盘的每相对旋转一个位置，每一个配合状态都能产生一个角度值，使角接触球轴承产生相应的倾角，通过前法兰盘固定能保持角接触球轴承在整个加工过程中稳定的保持在一个角度。其中角接触球轴承的倾角的滑动和支撑由球面提供。球面的球心位置距离振动轴的轴心存在偏心值，这样便可以保证轴承内外相对旋转一圈时的输出振幅，其大小取决于球心位置偏差和角接触球轴承的倾斜角度。球面配合的位置采用合金钢(内球套)和耐磨铜合金(外球套)制作，保证配合的耐用度，尽量减少磨损在加工过程中的影响。