纵扭复合超声振动钻削装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种纵扭复合超声振动钻削装置，包括车削设备，所述车削设备上安装有纵扭复合振动机构，所述纵扭复合振动机构包括法兰盘、莫氏锥、变幅杆和压电陶瓷片，所述法兰盘设置在所述莫氏锥上，二者同轴设置，所述莫氏锥的锥柄端安装有弹性夹筒，所述弹性夹筒上安装有锁紧螺母，麻花钻与所述弹性夹筒插接连接，并通过所述锁紧螺母固定在所述弹性夹筒上，所述变幅杆的数量至少为3根，均布在所述法兰盘上，且与所述莫氏锥的锥尾位于同侧，每根所述变幅杆上均安装有所述压电陶瓷片。本实用新型专利技术通过纵扭复合振动机构将纵向振动斜角传入、汇聚于法兰盘，实现麻花钻的纵扭复合振动钻削。

【技术实现步骤摘要】
纵扭复合超声振动钻削装置
本技术涉及一种钻削装置，具体涉及一种纵扭复合超声振动钻削装置。
技术介绍
在机械加工领域，钻削作为一种简便常用的加工方法得到了越来越广泛的应用，但其本身具有的一些特性也给加工质量带来了常规工艺条件无法克服的缺陷，如孔表面加工质量差、同轴度误差大、孔的尺寸偏差大、钻削力大、钻削温度高、刀具寿命短等缺陷，钻削不锈钢、钛合金等粘性材料时断屑困难导致划伤工件表面。超声振动钻削的振动频率达20000Hz以上，振幅3微米-20微米，能够将连续切削转变为断续切削，对于克服上述加工缺陷具有本质上的优势，现已得到广泛研究，部分已进行实际应用，取得了良好效果。但现有超声振动钻削装置分为单激励纵向振动和扭转振动及纵扭复合振动，钻削作为斜角切削，仅仅采用纵向振动或扭转振动，对于提高加工效果不如纵扭复合振动明显。目前能够实现纵扭复合振动的钻削设备较少，亟需研发一款结构简单，且纵扭复合振动效果好的钻削设备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种纵扭复合超声振动钻削装置，以解决现有技术中的不足，它通过纵扭复合振动机构将纵向振动斜角传入、汇聚于法兰盘，实现麻花钻的纵扭复合振动钻削。本技术提供了一种纵扭复合超声振动钻削装置，包括车削设备，所述车削设备上安装有纵扭复合振动机构，所述纵扭复合振动机构包括法兰盘、莫氏锥、变幅杆和压电陶瓷片，所述法兰盘设置在所述莫氏锥上，二者同轴设置，所述莫氏锥的锥柄端安装有弹性夹筒，所述弹性夹筒上安装有锁紧螺母，麻花钻与所述弹性夹筒插接连接，并通过所述锁紧螺母固定在所述弹性夹筒上，所述变幅杆的数量至少为3根，均布在所述法兰盘上，且与所述莫氏锥的锥尾位于同侧，每根所述变幅杆上均安装有所述压电陶瓷片。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，所述变幅杆包括第一圆柱体、圆台体和第二圆柱体，所述第一圆柱体的一端与所述法兰盘固定连接，另一端与所述圆台体直径较小的一端固定连接，所述圆台体直径较大的一端与所述第二圆柱体固定连接，所述第二圆柱体上形成有安装柱，所述压电陶瓷片套接在所述安装柱上，并通过端盖和锁紧螺栓固定在所述安装柱上。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，所述变幅杆的数量为6根。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，每根所述变幅杆上安装有至少2个所述压电陶瓷片。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，所述变幅杆的轴线为B线，所述B线在所述法兰盘平面上的投影为C线，所述B线与所述法兰盘的交点到所述法兰盘的中心的连线为A线，所述B线与所述C线之间的夹角为40度-70度，所述A线与所述C线垂直。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，所述车削设备包括床身、三爪卡盘、刀架、溜板箱和尾座，所述三爪卡盘设置在所述床身上的一端，所述溜板箱和所述尾座均可移动地安装在所述床身，所述刀架固定设置在所述溜板箱上，所述纵扭复合振动机构安装在所述尾座上。前述的纵扭复合超声振动钻削装置中，优选地，所述溜板箱与所述尾座通过连接杆刚性连接。与现有技术相比，本技术包括车削设备和纵扭复合振动机构，纵扭复合振动机构包括法兰盘、莫氏锥、变幅杆和压电陶瓷片，法兰盘设置在莫氏锥上，二者同轴设置，莫氏锥的锥柄端安装有弹性夹筒，弹性夹筒上安装有锁紧螺母，麻花钻与弹性夹筒插接连接，并通过锁紧螺母固定在弹性夹筒上，变幅杆的数量至少为3根，均布在法兰盘上，且与所述莫氏锥的锥尾位于同侧，每根变幅杆上均安装有压电陶瓷片。本技术结构简单，通过变幅杆和压电陶瓷片将纵向振动斜角传入、汇聚于法兰盘，实现麻花钻的纵扭复合振动钻削。而且本技术可以根据需求调节压电陶瓷片的数量，使本技术纵扭复合振动钻削效果明显，能够降低钻削力和钻削热，提升钻削过程的断屑效果，提高孔加工精度和加工质量，对于难加工材料效果明显。附图说明图1是本技术整体结构的结构示意图；图2是纵扭复合振动机构的轴测图；图3是纵扭复合振动机构其中一端的结构示意图；图4是变幅杆和压电陶瓷片的结构示意图。附图标记说明：1-法兰盘，2-莫氏锥，3-变幅杆，4-压电陶瓷片，5-弹性夹筒，6-锁紧螺母，7-麻花钻，8-第一圆柱体，9-圆台体，10-第二圆柱体，11-安装柱，12-端盖，13-锁紧螺栓，14-床身，15-三爪卡盘，16-刀架，17-溜板箱，18-尾座，19-连接杆。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本技术的实施例：如图1-图4所示，一种纵扭复合超声振动钻削装置，包括车削设备，车削设备上安装有纵扭复合振动机构，车削设备采用现有技术中的设备即可，纵扭复合振动机构包括法兰盘1、莫氏锥2、变幅杆3和压电陶瓷片4，法兰盘1设置在莫氏锥2上，二者同轴设置且刚性连接，莫氏锥2的锥柄端安装有弹性夹筒5，二者的连接方式优选采用螺纹连接，弹性夹筒5上安装有锁紧螺母6，麻花钻7与弹性夹筒5插接连接，并通过锁紧螺母6固定在弹性夹筒5上，变幅杆3的数量至少为3根，均布在法兰盘1上，且与莫氏锥2的锥尾位于同侧，每根变幅杆3上均安装有压电陶瓷片4，压电陶瓷片4为圆环状结构，可直接购买获得。在工作时，所有压电陶瓷片4均由同一个超声波信号发生器(图中未示出)提供激励信号以保持振动信号的一致性；所有压电陶瓷片4产生的振动通过变幅杆3同时汇集于法兰盘1上，法兰盘113将倾斜方向的振动分解为圆周振动和纵向振动，从而实现麻花钻7的纵扭复合振动。下面结合一种具体的车削设备结构对本案做详细说明：本实施例中所采用的车削设备包括床身14、三爪卡盘15、刀架16、溜板箱17和尾座18，三爪卡盘15设置在床身14上的一端，三爪卡盘15用于夹持工件并使工件高速旋转，溜板箱17和尾座18均可移动地安装在床身14，为了使二者能够同步移动，将二者通过连接杆19刚性连接，刀架16固定设置在溜板箱17上，纵扭复合振动机构通过莫氏锥2安装在尾座18上，以保证二者的同心度。进一步，变幅杆3包括第一圆柱体8、圆台体9和第二圆柱体10，第一圆柱体8的一端与法兰盘1固定连接，另一端与圆台体9直径较小的一端固定连接，圆台体9直径较大的一端与第二圆柱体10固定连接，第二圆柱体10上形成有安装柱11，压电陶瓷片4套接在安装柱11上，并通过端盖12和锁紧螺栓13预紧。需要说明的是，变幅杆3和压电陶瓷片4的数量均根据实际需求进行选择，但变幅杆3的数量不能少于3根，每根变幅杆3上的压电陶瓷片4的数量不能少于2个，本实施例中变幅杆3设置为6根，每根变幅杆3上安装有3个压电陶瓷片4。在一种优选地实施方式中，变幅杆3的轴线为B线，B线在法兰盘1平面上的投影为C线，B线与法兰盘1的交点到法兰盘1的中心的连线为A线，B线与C线之间的夹角为40度-70度，优选为60度，A线与C线垂直。本技术使用时包括启动步骤和停机步骤；启动步骤的控制方式如下：先将工件装夹于三爪卡盘15上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纵扭复合超声振动钻削装置，包括车削设备，其特征在于：所述车削设备上安装有纵扭复合振动机构，所述纵扭复合振动机构包括法兰盘(1)、莫氏锥(2)、变幅杆(3)和压电陶瓷片(4)，所述法兰盘(1)设置在所述莫氏锥(2)上，二者同轴设置，所述莫氏锥(2)的锥柄端安装有弹性夹筒(5)，所述弹性夹筒(5)上安装有锁紧螺母(6)，麻花钻(7)与所述弹性夹筒(5)插接连接，并通过所述锁紧螺母(6)固定在所述弹性夹筒(5)上，所述变幅杆(3)的数量至少为3根，均布在所述法兰盘(1)上，且与所述莫氏锥(2)的锥尾位于同侧，每根所述变幅杆(3)上均安装有所述压电陶瓷片(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种纵扭复合超声振动钻削装置，包括车削设备，其特征在于：所述车削设备上安装有纵扭复合振动机构，所述纵扭复合振动机构包括法兰盘(1)、莫氏锥(2)、变幅杆(3)和压电陶瓷片(4)，所述法兰盘(1)设置在所述莫氏锥(2)上，二者同轴设置，所述莫氏锥(2)的锥柄端安装有弹性夹筒(5)，所述弹性夹筒(5)上安装有锁紧螺母(6)，麻花钻(7)与所述弹性夹筒(5)插接连接，并通过所述锁紧螺母(6)固定在所述弹性夹筒(5)上，所述变幅杆(3)的数量至少为3根，均布在所述法兰盘(1)上，且与所述莫氏锥(2)的锥尾位于同侧，每根所述变幅杆(3)上均安装有所述压电陶瓷片(4)。


2.根据权利要求1所述的纵扭复合超声振动钻削装置，其特征在于：所述变幅杆(3)包括第一圆柱体(8)、圆台体(9)和第二圆柱体(10)，所述第一圆柱体(8)的一端与所述法兰盘(1)固定连接，另一端与所述圆台体(9)直径较小的一端固定连接，所述圆台体(9)直径较大的一端与所述第二圆柱体(10)固定连接，所述第二圆柱体(10)上形成有安装柱(11)，所述压电陶瓷片(4)套接在所述安装柱(11)上，并通过端盖(12)和锁紧螺栓(13)固定在所述安装柱(11)上。


3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，卫剑，王金福，郑国栋，徐玉会，王树升，张亚飞，袁豪，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：河南;41