[实用新型]一种超声筒形变薄旋压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋压装置，尤其是涉及一种超声筒形变薄旋压装置，适用于大径厚比、超薄壁回转零件的减薄旋压装置。

背景技术

旋压技术因其成形精度高，产品性能好及节约材料等优点，广泛应用于工件制造领域。旋压工艺在高强度、高性能回转体零件制造方面有着许多优点，是工件整体成形的首选工艺。与以表面处理载荷较小为特点的超声波旋压加工工艺不同，在超薄壁、径厚比较大的筒体旋压过程中，需要施加较大的载荷，但旋压载荷施加过大将使金属的局部流变失稳而产生缺陷，旋压失稳是制约成形精度的主要因素。旋压失稳表现为筒体波纹鼓形及表面局部损伤。因此，降低旋压载荷，控制旋压失稳缺陷，提高旋压成形极限至关重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种降低旋压载荷、控制旋压失稳，提高旋压成形极限的超声减薄旋压装置。

为解决上述技术问题，本实用新型包括固定在旋压机床刀架上的支架、超声波电源、换能器、变幅杆和工具头，所述超声波电源与换能器之间通过导线连接，其特征在于：所述换能器与所述变幅杆的一端连接，所述变幅杆的另一端与所述工具头连接形成一整体，所述变幅杆通过上下两个支撑点安装在支架上。

所述变幅杆与所述支架连接的两个支撑点选在超声波波节处。

所述变幅杆包括第一级变幅杆和第二级变幅杆，所述第一级变幅杆、第二级变幅杆和工具头的材料一致并制成一体，所述第一级变幅杆包括的大端和小端，所述第一级变幅杆的大端、小端和所述换能器通过螺杆连接。

所述工具头采用旋轮，所述旋轮满足谐振要求和强度要求。

所述换能器包括前端盖和后端盖，所述前端盖采用圆锥形状。

所述超声波电源将交流电转换成超声频正弦电振荡信号，所述换能器将电振荡信号转换成超声频机械振动，所述变幅杆将换能器的纵向振动放大后传递给所述工具头，使作用在所述工具头上的切削力形成连续有规律的脉冲切削力波形。

所述变幅杆采用双节点支撑的方式中的两个支撑点采用角接触球轴承背对背安装构成。

所述前端盖选择密度小的材料，后端盖选择密度大的材料。

由于采用上述结构，本实用新型与传统旋压装置相比，加入了超声场，旋压的径向力和轴向力与传统的旋压力相比都有显著减小；因此施加相同的载荷，可产生更大的变形量，而且采用旋轮作为工具头，通过加入的超声场，使得旋轮与工件之间摩擦应力大大减小，与传统旋压相比工件可在较小的载荷下发生塑性变形，在超声能的作用下，材料的成形性更好，实验证明，旋压的成形载荷要下降25%以上。

为减少超声能量在连接界面的损失，变幅杆和旋轮的材料一致设计成一体，并使两者达到谐振状态，谐振频率应等于设计频率，使得旋轮与工件之间摩擦应力大大减小。

变幅杆设计为全波长复合多级变幅杆，变幅杆的固定点选择在超声波波节处，以减少连接界面上的超声能损耗。

本超声装置设计采用夹心式压电换能器，从而具有很大的功率容量、较高的电声转换效率和聚焦声能，起到放大振幅作用。

综上所述，本实用新型具有良好的降低载荷、提高工件质量的效果，可抑制在制作超薄壁、径厚比较大的筒体过程中旋压失稳的缺陷。

附图说明

图1本实用新型振幅曲线示意图；

图2本实用新型变幅杆的结构示意图；

图3本实用新型的结构示意图。

具体实施方案

下面结合附图对本实用新型进一步说明。