[发明专利]一种内圆切片超声振动辅助加工装置

说明书

本发明提供了一种内圆切片超声振动辅助加工装置，主要由超声振动装置和支撑调整装置两部分组成，可使工件在切削进给方向上产生超声频振动并与内圆切片机床配合实现超声辅助内圆切片加工。在正常内圆切片加工过程中利用压电陶瓷的逆压电效应使工件产生超声频机械振动，工件的超声频振动改变了内圆刀片与工件在切削过程中的接触模式，工件与内圆刀片之间由连续接触变成了周期性间歇接触，降低了加工过程中刀具的切削力和切削热，减小刃口变形和切口缝隙。同时，工件对内圆刀片的锤击作用加速了切削进程，并使切片表面质量更加均匀，提高了切片加工效率和切片表面质量，降低后续加工难度。

技术领域

本发明属于特种加工以及精密切割领域，尤其涉及一种内圆切片超声振动辅助加工装置。

背景技术

内圆切片加工是以刀片内径电镀金刚石磨料作为切削刃，在机床主轴高速旋转带动下实现切片的一种加工方法。内圆切片方法具有切割精度高、晶向和厚度调整方便、多规格多品种、加工灵活等优点，在中、小尺寸脆硬材料切片加工中得到广泛的应用。然而传统的内圆切片加工技术并不完善，在切片过程中仍然存在刃口易变形、锯口材料浪费和薄切片加工崩刃等问题。目前，将超声振动应用到传统加工是一种改善加工工艺的重要手段。超声辅助加工通过对刀具(或工件)沿一定方向施加可控超声频振动实现材料的去除，超声辅助加工具有切削力小、切削热低、精度高、加工稳定等工艺优势，与传统切削方法结合都表现出了明显的加工优势，超声辅助铣削、超声辅助车削和超声辅助钻削等加工方法的研究和应用已非常普遍。为了进一步提高内圆切片加工的切片质量和加工效率，克服传统内圆切片加工技术的缺点，本发明首次提出将超声振动引入内圆切片加工并根据内圆切片机床结构特点开发出一种内圆切片超声振动辅助加工装置，该装置可使工件在切削进给方向上产生超声频振动，内圆刀片切割超声频振动的工件从而实现超声辅助内圆切片加工，在减小刃口变形和切口缝隙的同时也大大提高了切片表面质量。

综上所述，需要一种内圆切片超声振动辅助加工装置，该装置可使工件在切削进给方向上产生超声频振动，内圆刀片切割超声频振动的工件实现超声辅助内圆切片加工。设计开发出一种内圆切片超声振动辅助加工装置，改善了材料切片加工工艺，尤其是在脆硬材料的切片加工方面取得重大进步，使内圆切片加工迎来重大技术突破。同时，超声振动辅助内圆切片加工对内圆切片加工工艺的改进和发展具有重要的指导意义与实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内圆切片超声振动辅助加工装置，该装置可使工件在切削进给方向上产生超声频振动并与内圆切片机床配合实现超声辅助内圆切片加工。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种内圆切片超声振动辅助加工装置，由超声振动装置和支撑调整装置组成。其中超声振动装置包括超声发生器、导线、半圆环形压电陶瓷环、铜电极片、绝缘套、前盖板、后盖板、预紧螺栓、异型圆锥变幅杆、木质衬垫等；支撑调整装置包括机床工作滑台、高强度连接螺栓、底座、锁紧螺母、移动滑框、固定螺栓、铁方架、上定位螺栓、下定位螺栓、U型支撑架、定位螺母等。

所述的底座有两个U型槽，用于通过高强度连接螺栓和机床工作滑台连接，底座上表面凸出的螺柱穿过U型支撑架底部的圆孔和锁紧螺母配合实现U型支撑架与底座的连接和固定。

所述的铁方架两侧有对称分布的螺纹通孔，固定螺栓穿过U型支撑架上方两侧的光孔后与螺纹通孔配合实现铁方架和U型支撑架的连接；左右两侧有对称分布共计四个U型槽，固定螺栓穿过U型槽后旋入移动滑框两侧的螺纹通孔实现铁方架和移动滑框的连接；铁方架上下各有一条带螺纹通孔的横框，上定位螺栓和下定位螺栓分别从上下旋进两个横框上同轴的螺纹通孔后再旋进后盖板圆柱面上振动驻点处的两个同轴螺纹盲孔实现铁方架和后盖板的连接。

所述的半圆环形压电陶瓷环，按照电极对称相反的顺序成对排列，并与铜电极片交替堆叠在后盖板和前盖板之间；半圆环形压电陶瓷环与铜电极片之间、半圆环形压电陶瓷环与前盖板之间和半圆环形压电陶瓷环与前盖板之间均通过环氧树脂胶水粘接在一起。