[发明专利]一种槽侧面超声波加工方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对金属工件上的沟槽的侧面进行超声波加工的方法和装置，属于槽侧面超声波加工技术领域。

背景技术

超声波已经广泛应用于金属工件表面加工，以降低工件表面的粗糙度值。对金属工件表面的超声波加工通常由安装在机床上的超声波加工装置完成，超声波加工装置要与超声波发生器通过电线连接。如中国专利文献CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》，该装置包括超声波发生器和超声波加工装置，超声波加工装置则包括外壳、压电陶瓷换能器、半波长复合变幅杆和工具头，压电陶瓷换能器设置在外壳之中，并与半波长复合变幅杆的一端连接，半波长复合变幅杆的输出端与工具头连接，工具头也称作刀头，其结构可以根据应用场合和工件的形状而又有多种形式。这种装置中换能器和变幅杆产生的是纵向振动。

对金属工件上沟槽侧面的加工也出现了专门的超声波刀头。CN202129463U公开了一种《用于小孔的超声波加工刀头》，其结构如图1所示，其刀头2两端设置有定位轴，加工时刀头2转动灵活，加工效果好。但是整个刀头2的结构尺寸较大，对金属工件1上尺寸较小的槽无法加工，同时也无法加工到槽的根部。

CN202079291U公开了一种《加工沟槽侧面的超声波刀头》，其结构如图2所示，其刀头2的前部侧面呈弧形或倒锥形，通过超声波金属表面加工装置上的变幅杆3前端与刀头2的倒锥形后部接触，使变幅杆3的超声波振动传递在刀头2上产生侧向振动，完成沟槽侧面的超声波加工。该超声波刀头结构可以将刀头的尺寸设计的较小，可对金属工件1上尺寸较小的槽进行超声波加工，但是其超声波能量输出的方向与刀头2对工件作用力的方向不一致，呈一角度，这样加工时需要克服刀头与刀具座之间的摩擦力，刀头2转动不灵活，加工效率低，效果差。

发明内容

本发明针对现有沟槽侧面的超声波加工技术存在的问题，提供一种简单可靠、加工效果好的槽侧面超声波加工方法，同时提供一种实现该方法的装置。

本发明的槽侧面超声波加工方法，是：

通过弯曲振动换能器使变幅杆产生弯曲振动，在变幅杆上设置工具头，将变幅杆和工具头伸入金属工件上的槽内，变幅杆在弯曲振动换能器的作用下产生弯曲振动，带动工具头对槽侧面进行高频振动，工具头与槽侧面相对移动，完成对槽侧面的超声波加工。

实现上述方法的槽侧面超声波加工装置，采用以下技术方案：

该装置，包括工具头、弯曲振动变幅杆、弯曲振动换能器和外壳，弯曲振动换能器安装在外壳内，弯曲振动变幅杆一端在外壳内与弯曲振动换能器连接，另一端伸出外壳，工具头设置在弯曲振动变幅杆上。

所述工具头呈滚针状。

所述工具头的前端超出弯曲振动变幅杆的前端，以加工到槽的根部。

所述弯曲振动变幅杆通过支撑体安装在外壳上，工具头安装在支撑体前端，并与弯曲振动变幅杆接触。

所述工具头设置在变幅杆的最大振幅处。

本发明改变了现有沟槽侧面超声波加工时的纵向振动，通过弯曲振动换能器使变幅杆产生弯曲振动，并且使对窄槽侧面的振动位于最大振幅处，避免了纵向振动变幅杆以及超声波金属表面加工刀具对窄槽侧面无法加工的现象，操作简单可靠，加工效果好。

附图说明

图1是现有槽侧面超声波加工刀头的第一种结构示意图。

图2是现有槽侧面超声波加工刀头的第二种结构示意图。。

图3是本发明槽侧面超声波加工装置的结构示意图。

图4是本发明中弯曲振动变幅杆的第一种结构示意图。

图5是本发明中弯曲振动变幅杆的第二种结构示意图。

图中：1、金属工件，2、工具头, 3、变幅杆，4、工具头，5、支撑体，6、弯曲振动变幅杆，7、外壳，8、弯曲振动换能器。

具体实施方式