[发明专利]一种叶片超声波金属表面加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对叶片表面进行超声波加工的装置，属于超声波金属表面加工技术领域。

背景技术

叶片在很多机械设备上都会用到，如各种泵类、风扇、汽轮机、水轮机、航空发动机以及螺旋桨等，其叶型部分是叶片的工作部分。叶片的叶型既非平面，也非圆柱面，而是不规则的曲面。叶片表面的加工质量（精度、硬度和纹理要求等）对设备的运行效率、使用寿命等重要指标都有着重要的影响。

叶片叶型通过数控机床加工而成，数控机床的主轴和工作台的多个坐标同时做线形插补运动，使刀具按要求的空间轨迹走刀，完成对应复杂曲面的加工。在加工过程中会出现掉刀或跳刀的现象，影响叶片表面的加工精度。

而对金属表面进行超声波加工能够获得低粗糙度值和高加工精度，并且具有效率高、成本低的特点。对金属表面的超声波加工是通过超声波刀具完成的，不同的超声波刀具可以加工不同形状的表面，超声波刀具可以直接安装在相应机床的主轴或刀架上，或者是安装在超声波加工装置上，在机床超声波加工装置的带动下完成对金属工件表面的超声波加工。超声波刀具也可以象其它刀具一样安装在加工中心或数控铣床的刀库中，如中国专利文献CN102259271A公开的《一种超声波刀具在机床上的安装方法》，与其它刀具一样使用，对工件表面进行超声波加工。

但是，由于叶片曲面的复杂性，叶片的厚度一般都较小，刚性差，加工时很容易产生变形，现有的超声波加工刀具或装置并不能直接高效率地对叶片表面进行加工，也无法保证超声波加工质量。

发明内容

本发明针对现有叶片在超声波加工方面存在的不足，提供一种能够保证叶片加工质量、防止变形、加工效率高的叶片超声波金属表面加工装置。

本发明的叶片超声波金属表面加工装置，采用以下技术方案：

该装置，包括锥柄、第一超声波刀具、第二超声波刀具和移动机构，锥柄的大端设置有导轨，第一超声波刀具和第二超声波刀具均安装在导轨上，第一超声波刀具和第二超声波刀具之间连接有移动机构。

基座上位于导轨的两端均设置有调整机构，该调整机构包括调整座和调整螺杆，调整座固定在基座上，调整螺杆连接在调整座上。

锥柄上位于第一超声波刀具和第二超声波刀具之间设置有限位块，以保证当加工到叶片的边缘时两个超声波刀具不会接触。

本发明设置两把超声波刀具，并通过移动机构连接，两把超声波刀具可以同时移动，两者之间的距离通过移动机构可以自动调整，两把刀具在表面加工过程中为浮动形式，对叶片产生的外力互相抵消，叶片不受外力影响，很好的解决了在加工时叶片变形的问题，保证了超声波加工在最佳状态下进行，提高了叶片的表面质量。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的剖视结构示意图。

图中：1、锥柄，2、气缸，3、活塞，4、第一连接板，5、限位块，6、第一超声波刀具，7、叶片，8、第二超声波刀具，9、第二连接板，10、滑块，11、导轨，12、调整座，13、基座，14、调整螺杆，15、锁紧螺母，16、挡块。

具体实施方式

如附图所示，本发明的叶片超声波金属表面加工装置主要包括锥柄1、导轨11、第一超声波刀具6、第二超声波刀具8和刀具移动机构。锥柄1的大端连接在一个基座13上，基座13上设置有导轨11。将锥柄1连接在一个基座13上，是为了便于加工，基座13与锥柄1也可以为一个整体（统称为锥柄）。第一超声波刀具6和第二超声波刀具8各自通过滑块10安装在导轨11上，第一超声波刀具6和第二超声波刀具8可在导轨11上移动。在基座13上位于导轨11的两端均设置有调整机构，该调整机构的作用是在加工不同厚度的叶片时调整第一超声波刀具6和第二超声波刀具8之间的距离并防止不工作时刀具从导轨11上滑落。该调整机构包括调整座12和调整螺杆14，调整座12固定在基座13上，调整螺杆14通过螺纹连接在调整座12上，通过旋转调整螺杆14使其移动达到调整目的，调整好后通过锁紧螺母15锁紧，超声波刀具移动时，其底部的挡块16顶在调整螺杆14端部。在基座13上位于第一超声波刀具6和第二超声波刀具8之间设置有限位块5（该限位块5可以为一个整体，也可以分为两部分，以便于加工），限位块5的作用是保证当加工到叶片7的边缘时两个超声波刀具不会接触。第一超声波刀具6和第二超声波刀具8可以如附图所示呈一定角度布置，也可以呈直线对称布置。