本实用新型专利技术提供一种三维超声振动辅助切削加工装置，其主要包括旋转超声振动系统、水平超声振动系统、以及与水平超声振动系统连接的夹具，夹具用于固定待切削的工件，水平超声振动系统用于对待切削的工件施加水平方向上的超声振动，旋转超声振动系统通过变幅杆与切削刀具连接，变幅杆上设有螺旋槽，旋转超声振动系统通过与外部动力源连接来实现任意一方向上的切削位移，旋转超声振动系统对切削刀具施加轴向和绕着轴向旋转的超声振动，以此实现三维超声振动辅助切削。本实用新型专利技术所涉及的装置可对不同尺寸的工件进行不同程度的切削，同时通过三维超声振动辅助切削刀具，能够更有效的降低切削力，提高材料去除率，延长切削刀具的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种三维超声振动辅助切削加工装置
[0001]本技术涉及超声辅助切削领域，尤其涉及一种三维超声振动辅助切削加工装置。
技术介绍
[0002]近年来，具有高硬度、高耐磨性和耐高温性、耐腐蚀等优良特性的先进材料零部件(如钛合金、高温合金、碳纤维增强复合材料、氧化锆生物陶瓷、碳化硅半导体)在现代工业的使用范围与数量日益剧增，使得先进材料零部件的高效率、高质量加工成为现代制造业亟待解决的问题之一。切削加工因具有加工精度高、加工质量好以及工艺范围广等优点，被广泛应用于航空航天、军工及通信等领域精密零部件的加工。超声振动辅助切削加工是在传统切削加工的基础上，通过对刀具或工件施加超声振动来改善加工质量的一种加工技术。施加超声振动后，刀具和工件断续接触，材料的去除机理发生了变化，使得刀具和工件的摩擦力降低，平均作用时间缩短，从而对降低切削力、减少切削热、减小刀具磨损、提高工件的加工精度和加工质量有很大的帮助。
[0003]目前，许多学者将一维或二维超声振动辅助加工技术广泛应用在切削加工中并得到了很好的效果。但现有的超声辅助切削装置多为将超声振动施加在工件上，难以实现对工件的多维超声切削加工，存在一定局限性，对于工件的大批量切削加工，设计能加工各种不同种类零件，且具有更高的加工性能的超声辅助切削加工装置已成为急需解决的关键技术问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，为了实现不同尺寸切削工件的三维超声振动加工，提高加工质量，提升材料去除率，延长刀具使用寿命，本技术的实施例提供一种三维超声振动辅助切削加工装置。
[0005]本技术的实施例提供的一种三维超声振动辅助切削加工装置，包括：
[0006]夹具，其包括装载块、滑动设置于所述装载块上表面的至少两滑块、以及可将每一所述滑块锁紧于其滑动轨迹任意一点的锁紧件，通过任意相邻的两所述滑块夹紧一待加工工件；
[0007]旋转超声振动系统，其输出端连接有切削刀具，所述旋转超声振动系统与外部动力源连接且受所述动力源驱动而移动对所述工件进行切削加工；
[0008]以及水平超声振动系统，其输出端连接有水平振动平台，所述夹具固定设置于所述水平振动平台的上表面；
[0009]其中所述旋转超声振动系统对所述切削刀具施加轴向超声振动及绕着轴向旋转的超声振动，所述水平超声振动系统对所述工件施加水平方向的超声振动。
[0010]进一步地，所述装载块的上表面设有至少一滑槽，所有所述滑槽相互平行设置，所有所述滑块的下部分别可在各所述滑槽的上端滑动。
[0011]进一步地，每一所述滑块底部连接多个导向块，各所述导向块分别与各所述滑槽对应，且每一所述导向块均嵌设入其对应的所述滑槽内且可滑动。
[0012]进一步地，每一所述导向块均通过所述锁紧件与其对应的所述滑块连接，每一所述滑块上均设有避让孔，每一所述锁紧件均包括锁紧螺栓和锁紧螺母，每一所述锁紧螺栓的下端插设于一所述导向块内、上端自下而上贯穿一所述滑块上的所述避让孔并延伸至与对应的所述锁紧螺母螺纹连接。
[0013]进一步地，每一所述锁紧螺母的下端均抵在一所述滑块的上表面上。
[0014]进一步地，所述旋转超声振动系统包括第二超声发生器和旋转超声振动刀柄，二者通信连接，所述旋转超声振动刀柄与所述动力源固定连接，所述旋转超声振动刀柄的输出端上设有变幅杆，所述变幅杆的输出端与所述切削刀具螺纹连接且所述变幅杆的外壁上设有螺旋槽。
[0015]进一步地，所述水平超声振动系统包括第一超声发生器、超声换能器以及与所述超声换能器螺纹连接的超声变幅杆，所述第一超声发生器与所述超声换能器通信连接，所述超声变幅杆的输出端与所述水平振动平台螺纹连接，所述水平振动平台上表面与所述装载块下端固定连接、下端设有隔振固定脚。
[0016]进一步地，所述水平振动平台上设有若干个完全相同且均匀分布的螺纹孔，所述装载块通过连接件与所述螺纹孔螺纹连接。
[0017]进一步地，所述切削刀具为铣刀、金刚石磨头或钻头，所述超声变幅杆的频率为17KHZ～50KHZ。
[0018]进一步地，所述连接件为螺钉或螺栓。
[0019]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术所涉及的一种三维超声振动辅助切削加工装置，通过设有多个螺纹孔的水平振动平台及带动滑块滑动的导向块，可实现不同尺寸的切削工件的切削加工，同时通过水平超声振动系统对切削工件施加水平超声振动及通过旋转超声振动系统对切削刀具施加轴向超声振动和绕着轴向旋转的超声振动，有效的降低了切削刀具在工作时的切削力，提高材料去除率，延长刀具的使用寿命。
附图说明
[0020]图1是本技术的一种三维超声振动辅助切削加工装置的结构示意图；
[0021]图2是图1中夹具6的结构示意图；
[0022]图3是图2中装载块601的结构示意图；
[0023]图中：1
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旋转超声振动刀柄、2
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变幅杆、3
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切削刀具、4
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水平振动平台、5
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隔振固定脚、6
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夹具、601
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装载块、602
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滑块、603
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锁紧螺栓、604
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锁紧螺母、605
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滑槽、606
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导向块、7
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工件、8
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螺纹孔、9
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超声变幅杆、10
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超声换能器、11
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第一超声发生器、12
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第二超声发生器。
具体实施方式
[0024]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。
[0025]请参考图1，本技术提供了一种三维超声振动辅助切削加工装置，其主要应用于切削加工领域，包括旋转超声振动系统、水平超声振动系统和夹具6。
[0026]所述旋转超声振动系统的输出端连接有切削刀具3，从而对所述切削刀具3施加轴向和绕着轴向旋转的超声振动，所述旋转超声振动系统还与外部动力源固定连接，通过所述动力源来驱动所述切削刀具3实现切削，所述水平超声振动系统的输出端连接有水平振动平台4，所述夹具6固定设置于所述水平振动平台4的上表面，所述夹具6用于夹紧待切削的工件7，从而可实现对所述工件7施加水平方向上的超声振动，进而可在整个切削过程中施加三维超声振动，以此辅助切削加工。
[0027]所述旋转超声振动系统包括第二超声发生器12和与所述第二超声发生器12通信连接的旋转超声振动刀柄1，所述旋转超声振动刀柄1可根据所述第二超声发生器12发出的超声信号产生相应的超声振动，所述旋转超声振动刀柄1的输出端设有变幅杆2，所述变幅杆2的外壁上设有螺旋槽，所述变幅杆2的输出端固定连接有所述切削刀具3，这样就可以对所述切削刀具3施加轴向和绕着轴向旋转的超声本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维超声振动辅助切削加工装置，其特征在于，包括：夹具，其包括装载块、滑动设置于所述装载块上表面的至少两滑块、以及可将每一所述滑块锁紧于其滑动轨迹任意一点的锁紧件，通过任意相邻的两所述滑块夹紧一待加工工件；旋转超声振动系统，其输出端连接有切削刀具，所述旋转超声振动系统与外部动力源连接且受所述动力源驱动而移动对所述工件进行切削加工；以及水平超声振动系统，其输出端连接有水平振动平台，所述夹具固定设置于所述水平振动平台的上表面；其中所述旋转超声振动系统对所述切削刀具施加轴向超声振动及绕着轴向旋转的超声振动，所述水平超声振动系统对所述工件施加水平方向的超声振动。2.如权利要求1所述的一种三维超声振动辅助切削加工装置，其特征在于：所述装载块的上表面设有至少一滑槽，所有所述滑槽相互平行设置，所有所述滑块的下部分别可在各所述滑槽的上端滑动。3.如权利要求2所述的一种三维超声振动辅助切削加工装置，其特征在于：每一所述滑块底部连接多个导向块，各所述导向块分别与各所述滑槽对应，且每一所述导向块均嵌设入其对应的所述滑槽内且可滑动。4.如权利要求3所述的一种三维超声振动辅助切削加工装置，其特征在于：每一所述导向块均通过所述锁紧件与其对应的所述滑块连接，每一所述滑块上均设有避让孔，每一所述锁紧件均包括锁紧螺栓和锁紧螺母，每一所述锁紧螺栓的下端插设于一所述导向块内、上端自下而上贯穿一所述滑块上的所述避让...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨家凯，韩光超，石秋雨，万炜强，刘军，叶泽玖，黄捷飞，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：
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