一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置

1.本发明属于特种加工领域，尤其涉及一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置。


背景技术：

2.内圆切片是一种加工硬脆材料的特种加工方式，内圆加工通过在内圆刀片的内径上电镀金刚石磨粒来实现切削加工。内圆切片加工可有效降低硬脆材料切片表面的粗糙度、平整度，提高切片表面的精度，因而内圆加工在中、小型硬脆材料的切片加工中应用广泛。
3.传统内圆加工虽然是切削硬脆材料的一种方式，但随着科技的提高，工业上对硬脆材料切片表面的质量要求越来越高，传统内圆加工已经无法满足人们对其的要求，而超声辅助加工通过对刀片或工件施加超声振动而使得工件与刀片间歇性接触从而可以有效降低切削力提高表面质量及精度。现阶段超声加工与一些常规加工方式，如：钻削、磨削、铣削以及车削的结合使得工艺有了显著的提高。通过研究发现二维超声频加工使得工件与刀片间隙性接触更为明显，在提高表面质量及表面精度上比一维超声频加工更具优势。
4.为提高传统内圆加工技术，提高切片的表面质量，本发明首次提出将二维超声振动与内圆切片机相结合，提出一种作纵弯复合振动内圆切片机用超声振动加工装置，该装置通过纵振压电陶瓷整圆环与弯振压电陶瓷半圆环摆放位置不同实现纵弯二维椭圆复合振动。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，该装置可使工件在纵弯方向上实现超声椭圆复合振动。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，其特征在于，包括螺栓(1)、前盖板(2)、铜电极片(3)、纵振压电陶瓷整圆环(4)、中盖板(5)、弯振压电陶瓷半圆环(6)、后盖板(7)、变幅杆(8)，其中每两片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成一个弯振压电陶瓷组。螺栓(1)通过前盖板(2)上的螺纹孔，穿过铜电极片(3)以及两纵振压电陶瓷整圆环(4)与中盖板(5)一侧的螺纹盲孔相连。中盖板(5)带有外螺纹的另一侧穿过铜电极片(3)、四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷组与后盖板(7)一端的螺纹盲孔相连，后盖板(8)另一侧的螺纹盲孔与变幅杆(8)带有外螺纹的一端相连，完成超声振动装置的连接。
8.所述两纵振压电陶瓷整圆环(4)中间的铜电极片(3)与第一个超声波发射装置正极相连，左右两端铜电极片(3)与第一个超声波发射装置负极相连；四弯振压电陶瓷半圆环(6)，每两个半圆环组成一个弯振压电陶瓷组，两组弯振压电陶瓷组中间的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置负极相连，两组弯振压电陶瓷组左右两端的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置正极相连。
9.所述的前盖板(2)有螺纹通孔，螺栓(1)可通过该螺纹通孔与铜电极片(3)、两纵振压电陶瓷整圆环(4)以及中盖板(5)一端的螺纹盲孔进行配合，对纵振压电陶瓷圆环(4)施加初始的预紧力；所述的后盖板(7)一端有一螺纹盲孔，中盖板(5)带有外螺纹的一侧通过该盲孔与铜电极片(3)、四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷圆环进行配合，对两组弯振压电陶瓷圆环施加初始的预紧力。
10.本发明的优势在于：该超声振动装置可使得工件在轴向产生超声频纵向振动，在径向方向上产生超声频弯曲振动，二者发生谐振，使得整个装置带动工件产生超声频二维椭圆纵弯复合超声频振动。装置整体加工简便、装配方便，并可与内圆切片机床完美连接。
附图说明
11.图1为本发明整体结构示意图
12.图2为超声振动装置结构爆炸图
具体实施方式
13.以下结合附图对本发明进行进一步说明：
14.一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，如图1所示，包括螺栓(1)、前盖板(2)、6片铜电极片(3)、两纵振压电陶瓷整圆环(4)、中盖板(5)、四片弯振压电陶瓷半圆环(6)、后盖板(7)、变幅杆(8)，其中每两片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成一个弯振压电陶瓷组。
15.本发明中的超声振动加工装置的爆炸图，如图2所示，螺栓(1)通过前盖板(2)上的螺纹孔，穿过铜电极片(3)以及两纵振压电陶瓷整圆环(4)与中盖板(5)一侧的螺纹盲孔相连。中盖板(5)带有外螺纹的另一侧穿过铜电极片(3)、四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷组与后盖板(7)一端的螺纹盲孔相连，后盖板(8)另一侧的螺纹盲孔与变幅杆(8)带有外螺纹的一端相连，完成超声振动装置的连接。当两纵振压电陶瓷整圆环(4)中间的铜电极片(3)与第一个超声波发射装置正极相连，左右两端铜电极片(3)与第一个超声波发射装置负极相连；四弯振压电陶瓷半圆环(6)，两个半圆环为一组组成一个弯振压电陶瓷组，两组弯振压电陶瓷组中间的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置负极相连，两组弯振压电陶瓷组左右两端的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置正极相连。此时该超声振动加工装置处于工作状态，当超声波发射装置启动，超声波发射装置将高频的交变电流信号传递给两纵振压电陶瓷圆环(4)及四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷组，由于压电材料具有逆压电效应使得两纵振压电陶瓷圆环(4)及四片弯振压电陶瓷半圆环(6)分别在轴向及径向振动并产生谐振，进而将纵弯二维椭圆超声频振动传递给工件。


技术特征：
1.一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，由螺栓(1)、前盖板(2)、铜电极片(3)、纵振压电陶瓷整圆环(4)、中盖板(5)、弯振压电陶瓷半圆环(6)、后盖板(7)、变幅杆(8)组成，其中每两片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成一个弯振压电陶瓷组，螺栓(1)通过前盖板(2)上的螺纹孔，穿过铜电极片(3)以及两个纵振压电陶瓷整圆环(4)与中盖板(5)一侧的螺纹盲孔相连，中盖板(5)带有外螺纹的另一侧穿过铜电极片(3)、四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷组与后盖板(7)一端的螺纹盲孔相连，后盖板(8)另一侧的螺纹盲孔与变幅杆(8)带有外螺纹的一端相连，完成超声振动装置的连接。2.根据权利要求1所述的一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，其特征在于：两纵振压电陶瓷整圆环(4)中间的铜电极片(3)与第一个超声波发射装置正极相连，左右两端铜电极片(3)与第一个超声波发射装置负极相连；弯振压电陶瓷半圆环(6)，每两个半圆环组成一个弯振压电陶瓷组，两组弯振压电陶瓷组中间的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置负极相连，两组弯振压电陶瓷组左右两端的铜电极片(3)与第二个超声波发射装置正极相连。3.根据权利要求1所述的一种内圆切片机纵弯复合振动二维超声加工装置，其特征在于：两超声波发射装置将高频的交变电流信号传递给两纵振压电陶瓷圆环(4)及四片弯振压电陶瓷半圆环(6)组成的两组弯振压电陶瓷组，由于压电材料具有逆压电效应使得两纵振压电陶瓷圆环(4)及四片弯振压电陶瓷半圆环(6)分别在轴向及径向振动并产生谐振，进而将纵弯二维椭圆超声频振动传递给工件。

技术总结
本发明提供了一种内圆切片机作纵弯复合振动的超声振动装置，包括：前盖板、两片纵振压电陶瓷整圆环、中盖板、四片弯振压电陶瓷半圆环、后盖板、变幅杆、螺栓、六片铜电极片。本发明通过将纵、弯振压电陶瓷圆环布置于不同位置，通过两超声发射装置给纵、弯压电陶瓷圆环供电，实现纵、弯谐振，使超声振动装置可以实现纵弯复合振动进而实现工件的二维超声加工，提高切片表面质量。切片表面质量。切片表面质量。


技术研发人员：裴永臣 王璐璐 王宝华 刘琴剑
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2022/5/17