[实用新型]超声振动内圆磨削装置

说明书

技术领域

本实用新型属于超声磨削领域，具体来说，涉及一种超声振动内圆磨削装置。

背景技术

随着科学技术的发展，各种难加工的新材料和复合材料在工业中的应用日益广泛，特别是光学玻璃、人工晶体、工程陶瓷等硬脆性材料也得到了极为广泛地应用，而且也经常被用来制作精密元件，一些新结构、小深孔、形状复杂的精密和超精密机械零件在各领域中大量涌现。由于材料的高硬度、高脆性和零件结构的复杂性给加工带来了极大的困难，传统内圆磨削加工方法表面质量太差，加工成本高，很难实现高精度、高效率、高可靠性的加工，甚至对一些新材料和形状复杂的结构无法加工，从而限制了新材料和新结构应用范围的进一步扩展。

超声振动切削是一种脉冲切削。振动切削过程中，由于刀具有规律的振动，刀具和工件产生周期性的接触与分离，使刀具在振动的一个周期中的极短时间内完成了切削，从而形成了脉冲切削的方式，振动切削中，刀具在振动源驱动下周期性接触、离开工件。刀、屑分离时，切削液产生空化作用，切削液充分进入切削区。振动切削时刀具对工件的冲击产生应力波，有利于切削区裂纹的萌生和扩展。超声振动内圆磨削技术具有独特的磨削原理和优越的工艺效果。它可以明显地提高磨削加工表面质量、加工精度和加工效率，特别是对工程陶瓷等硬脆难加工材料、有色金属、小孔、深孔的精密和超精密磨削加工具有特有的优越性。

现有文献报道的超声振动内圆磨削装置都存在着共同的缺点。此类装置大多都使用磁致伸缩式振子，其振动表面的振动速度或振幅都比较小，并且需要冷却系统，这就使此类磨削装置的结构就显得非常庞大和复杂，这样给制造、装配都带来了非常大的困能，同时也影响了磨削振动系统工作的可靠性，加工精度也难以保证；现有振动内圆磨削装置超声电信号的传输无一例外的都是利用碳刷来传递能量的，由于碳刷易打火、磨损快等缺点，使得磨削的工作周期变短，加工精度和加工可靠性下降。这些原因都阻碍了超声振动内圆磨削的发展和应用。为此需要研制一种新型的、加工可靠的超声振动内圆磨削装置，来改善现有的内圆磨削加工，这对超声磨削加工有着十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有磨削技术的不足，本实用新型提供一种新型超声振动内圆磨削装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种超声振动内圆磨削装置，包括砂轮、接长杆、变幅杆、压电陶瓷片、电极片、双头螺柱、后盖板、导线、前端盖、圆柱销、套筒、轴承、尼龙圈、隔振环、驱动轴、原边磁罐、原边线圈、副边线圈、副边磁罐、联轴器、支座和电机，后盖板、压电陶瓷片和电极片通过双头螺柱和变幅杆联接夹紧，接长杆靠接长杆后端的螺纹联接紧定在变幅杆上，砂轮通过粘接剂粘接在接长杆上，变幅杆通过前后法兰和后法兰上的尼龙圈支撑在套筒上，变幅杆通过圆柱销和前端盖的螺纹联接紧定在套筒上，驱动轴和隔振环通过螺钉连接在套筒上，原边磁罐通过销钉和轴用挡圈联接夹紧在驱动轴上，原边线圈绕在原边磁罐里面，原边线圈和电极片靠通过驱动轴的导线连接，驱动轴和电机靠联轴器连接，套筒靠轴承固定支撑在支座上，副边线圈绕在固定在支座上的副边磁罐里面。

更进一步，支撑在套筒上的变幅杆前后法兰的位置设置在振子纵向振动的波节点处。

更进一步，原边磁罐和副边磁罐之间保持间隙。

当副边线圈接入超声电源时，就会通过副边磁罐和原边磁罐产生感应电流，超声信号通过非接触的副边磁罐和原边磁罐感应给原边线圈，原边线圈通过导线传递给振子，振动子将超声信号转换成超声频机械简谐振动，将有足够振幅的振动通过变幅杆和接长杆传至砂轮进行超声频率的磨削，电机通过联轴器和驱动轴带动套筒高速旋转，套筒的高速旋转通过圆柱销传递给振子变幅杆并带动砂轮高速旋转。

砂轮进行超声频率纵向振动的同时还在做高速旋转，使砂轮对工件可以进行超声振动磨削。

本实用新型还具有以下优点：

1.采用夹心式换能器结构。

本实用新型振子部分采用夹心式换能器结构，比磁致伸缩式振子结构具有功率大，振幅大的优点。

2.采用非接触的电信号传递方式。

在保证传输效率的基础上，应用电磁感应原理的电信号非接触式传输方式，解决了碳刷与集流环滑动存在磨损较快、大量发热、碳积、裸露导线、转速不宜过高和容易打火等缺陷。

3.应用广泛。