[发明专利]一种单激励二维复合振动超声深滚加工装置

说明书

技术领域

本发明属于超声加工技术领域，特别是涉及一种单激励二维复合振动超声深滚加工装置。 

背景技术

二维复合振动超声加工是指刀具或工件作纵-弯或纵-扭复合振动，已应用于超声车削、超声磨削和超声铣削加工中，获得的加工质量优于单一振动超声加工。在超声深滚加工技术领域，尚无二维复合振动超声深滚加工的应用实例。 

进行二维复合振动超声加工的装置主要有两大类：(1)采用纵向振动换能器和弯曲振动换能器或扭转振动换能器同频双激励纵向振动变幅杆和弯曲振动变幅杆或扭转振动变幅杆；(2)采用纵向振动换能器单激励驱动能实现纵-弯复合振动或纵-扭复合振动的变幅杆，其变幅杆的结构是在矩形平板或中空传统结构的变幅杆上开斜槽。实现换能器同频双激励较为困难；在变幅杆上开斜槽则易产生应力集中，且加工较为困难。申请者申请的中国发明专利《单激励纵-扭复合振动转换装置》(申请号：201110176076.6)公开了一种纵-扭复合振动转换器，采用第一转换器和第二转换器通过榫卯结构方式顶压配合实现单激励纵-扭复合振动；这种结构复杂，加工较为困难。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种单激励二维复合振动超声深滚加工装置，它通过斜面顶压的两个变幅杆组合来实现单激励下纵-弯复合振动。 

为解决上述技术问题，基于纵波在固体介质中的传播原理，即当纵波由一固体介质以一定的入射角向另一固体介质入射时，在交界面处会产生反射纵波和横波以及折射纵波和横波，则入射纵波、反射纵波、反射横波、折射纵波和折射横波的声压在平行于入射纵波方向和垂直于入射纵波方向的分量会产生纵向振动和横向弯曲或扭转振动，因此选择合适的纵波入射角和合理的固体介质 结构，则可实现纵-弯复合振动或纵-扭复合振动。本发明采用的技术方案是：单激励二维复合振动超声深滚加工装置，包括包括压电换能器，与压电换能器通过导线相连的超声波发生器，与压电换能器联接的第一变幅杆和第二变幅杆。其特征在于：所述第一变幅杆的一端和第二变幅杆的一端通过斜面顶压配合，第一变幅杆和第二变幅杆通过锁紧螺钉固定联接。 

所述的单激励二维复合振动超声深滚加工装置，其特征在于：所述第一变幅杆和第二变幅杆组合成锥形平板。 

所述的单激励二维复合振动超声深滚加工装置，其特征在于：所述第一变幅杆大端为平面，与压电换能器联接；第一变幅杆小端为斜面。第一变幅杆上还设有矩形面板，用来安装超声深滚加工装置。 

所述的单激励二维复合振动超声深滚加工装置，其特征在于：所述第二变幅杆大端设有与第一变幅杆顶压配合的斜面，小端开有矩形缺口，小端侧锥形侧面上开有通孔，可与销轴配合联接。 

所述的单激励二维复合振动超声深滚加工装置，其特征在于：球形滚压工具沿轴心线开有通孔，通过与销轴间隙配合联接在第二变幅杆上。为提高工具耐磨性，球形滚压工具可采用陶瓷或硬质合金材料制作。 

本发明设计合理、结构简单，可固定在普通金属切削机床的刀架上，扩展机床的加工范围，实现二维复合振动超声深滚加工。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是图1中第一变幅杆和第二变幅杆的俯视图； 

图3是图1中第一变幅杆和第二变幅杆的分解爆炸图。 

具体实施方式

如图1～图3所示，本发明的单激励二维复合振动超声深滚加工装置，包括组合成锥形平板的第一变幅杆2和第二变幅杆3，第一变幅杆2的一端和第二变幅杆3一端通过斜面8顶压配合，并通过锁紧螺钉7固定联接。第一变幅杆2 的平面端与压电换能器1相连，压电换能器1通过导线10与超声波换能器相连。球形工具4通过销轴5固定在第二变幅杆3的矩形缺口6中。该单激励二维复合振动超声深滚加工装置可通过第一变幅杆2上的矩形面板9固定在普通金属切削机床的刀架上。 

工作使用时，首先将第一变幅杆2和第二变幅杆3通过斜面8顶压配合，并通过锁紧螺钉7固定；然后将球形工具4放入第二变幅杆3的矩形缺口6中，并通过销轴5联接在第二变幅杆3上；将第一变幅杆2平面端与压电换能器1相连，并将压电换能器1通过导线10与超声波发生器相连；最后将整个单激励二维复合振动超声深滚加工装置通过第一变幅杆2上的矩形面板9固定在普通金属切削机床的刀架上。开启超声波发生器，则可利用该机床进行二维复合振动超声深滚加工。