[发明专利]旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置及方法

说明书

本发明旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置及方法属于超声振动铣削技术领域，采用主轴旋转超声一维振动，工作台超声二维振动的分离式的加工形式，两者频率相同，相位不同的椭圆振动方式的装置还未见报道，将工件浸没在抛光液中三种技术耦合在一起对工件进行封闭加工，对扩展现有机床的加工范围，提高生产效率有显著改善。本发明拓展普通数控机床的加工范围，提高机床的加工效率，完成之前不能够加工的材料；提高加工硬脆材料的加工效率，通过旋转超声三维椭圆振动铣削可以将机床的转速提高，增加进给速率；提高难加工材料的表面纹理形貌，表面缺陷，微观组织，表面冶金化和表面力学性能。

技术领域

本发明属于超声振动铣削技术领域，特别是涉及到一种旋转超声三维椭圆振动浸液铣削加工装置及方法。

背景技术

旋转超声振动加工具有其特有的优势，其工作频率大于20KHz，工作行程为10μm左右。旋转超声加工是一种复合特种加工技术，它复合了传统超声加工和普通磨削加工的材料去除方式，

在提高硬脆材料去除效率、减小切削力、提高加工精度和表面完整性等方面具有显著优势。自旋转超声加工技术发明至今，国内外学者开展了大量的有关旋转超声加工装备及工艺的研究工作，并且已在主要的硬脆难加工材料和复合材料中得到实际应用。

三维椭圆振动切削是一种新兴的加工技术，在一个椭圆周期内，刀具部分时间参与切削，其他时间与工件分离，分离时切削速度反向使得切屑与前刀面的摩擦力方向反转，更有利于切屑的排出，改善了刀具与已加工表面的摩擦状态，使表面质量进一步提高，同时大大降低了切削力；减少刀具磨损、延长刀具寿命：日本社本英二教授等人证明二维椭圆振动切削刀具寿命比一维振动切削刀具寿命更长；实现难加工材料切削。在超声振动加工中复合三维椭圆振动+切削加工可以提高加工硬脆材料的效率。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决硬脆材料和复合材料高效切削加工问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置及方法，针对硬脆材料加工过程中会产生崩碎，破裂，刀具磨损严重等问题和复合材料加工过程中会产生飞边，毛刺，分层和纤维拔出问题，利用旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工方法实现对硬脆材料进行高效加工，利用超声波在液体中传播会产生空化作用的现象，对抛光磨粒进行加速，撞击工件表面形成二次加工，达到更好的工件表面完整性的作用。

旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置，其特征是：包括隔振平台、Z向主轴系统、XY移动滑台系统、旋转超声一维振动铣削系统、超声二维振动平台、抛光液密封槽、超声波信号发生器以及中央控制系统；

所述Z向主轴系统包括Z向主轴动力系统、Z向主轴移动系统、龙门横梁以及龙门立柱，所述龙门立柱通过螺栓固定设置在隔震平台上，所述龙门横梁通过螺栓固定设置在龙门立柱的顶部，所述Z向主轴移动系统通过螺栓固定设置在龙门横梁上，所述Z向主轴动力系统通过螺栓固定设置在Z向主轴移动系统上；

所述XY移动滑台系统包括X轴移动平台装置基座、X轴移动平台装置移动平台、X轴移动平台装置伺服电机、Y轴移动平台装置基座、Y轴移动平台装置移动平台以及Y轴移动平台装置伺服电机，所述X轴移动平台装置基座通过螺栓固定设置在隔振平台上；所述X轴移动平台装置伺服电机设置在X轴移动平台装置基座的侧面；所述X轴移动平台装置移动平台设置在X轴移动平台装置基座的上部；所述Y轴移动平台装置基座固定设置在X轴移动平台装置移动平台上；所述Y轴移动平台装置伺服电机设置在Y轴移动平台装置基座的侧面；所述Y轴移动平台装置移动平台设置在Y轴移动平台装置基座的上部；