[实用新型]一种超声波压力加工头

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波加工领域，属于一种超声波金属表面加工头。 

背景技术

金属零件的加工往往分为粗加工、半精加工和精加工。对于零件表面有较高要求时通常采用磨削处理。随着超声波技术的发展，现在已经将超声波技术引进到零件表面终处理过程中，即利用超声波加工装置生成超声波振动，传递到工具头，再作用在零件表面上，这样工具头的高频振荡将零件表面的峰谷砸平，也就达到了光整强化的目的。超声波加工装置目前已经成熟，针对加工不同的对象设计相应的加工头，以实现方便高效的加工显得尤为重要。 

中国专利文献CN200946158公开的滚珠式刀头和CN201862964公开的一种超声波圆珠式加工刀头，虽然这些刀头也是针对不同的加工对象设计的，但是，在应用时不能实现角度的摆动，只能加工普通轴类的回转表面，同时，直接与零件接触的工具头不能实现修磨可重复使用。 

发明内容

本实用新型针对目前超声波加工头还不能实现摆角加工和工具头的可重复使用的现状，设计了一种可以重复修磨使用并且实现大摆角加工复杂曲面的超声波加工头。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

该超声波加工头包括加工头外壳和工具头，加工头外壳内有可以容纳变幅杆的内孔，变幅杆端面直接与工具头尾端面接触，将高频振动传递到工具头，工具头尾部大圆柱端有一倒角，与加工头外壳内锥孔接触，工具头的加工部分为圆柱式半球端面设计，前段为圆柱形，前端是半球形，加工头外壳整体为圆柱状，前段为锥形，工具头安装后伸出壳体前端一定尺寸，加工头外壳侧部有回油孔，加工过程中润滑油通过回油孔流通；在使用时将加工头装配好后，通过尾部的安装孔安装到超声波金属加工装置上，启动电源，工具头高频振动撞击零件表面，加工复杂曲面（如阶梯轴过渡面）时，在保证加工头不与零件及机床发生干涉的前提下，可以将加工头调转一定的角度，对复杂曲面进行处理，当工具头端部磨损后，可以进行修磨，达到要求后重复使用。

本实用新型结构简单，便于装配，工具头可以重复修磨使用。另外，由于该实用新型结构呈圆柱状，工具头伸出外壳一定尺寸，这样可以实现摆角加工复杂曲面。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为本实用新型加工回转面示意图。 

图3为本实用新型加工阶梯轴过渡面示意图。 

图4为本实用新型加工轴端面示意图。 

图5为本实用新型工具头展成法修磨示意图。 

图6为本实用新型工具头成形法修磨示意图。 

图中：1变幅杆，2加工头外壳，3工具头，4回油孔，5安装孔，6待加工轴，7加工头，8卡盘，9金刚石笔，10杯形砂轮。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型结构包括1变幅杆，2加工头外壳，3工具头。加工头外壳尾部是圆柱形前部为锥形，内有可以容纳变幅杆的内孔，内孔后半段为螺纹孔用于安装加工头，外壳侧壁有回油孔用于流通润滑油。工具头通过外壳前端通孔导向，其尾部大圆柱端有倒角与外壳内锥孔接触，变幅杆与工具头直接接触。 

如图2所示，为加工回转面示意图。该工艺在常规车床上即可实现，在前面工序完成以后，将加工头安装在车床刀架上，启动超声波加工装置，同时工件旋转，像车刀一样将加工头沿工件表面处理一遍，即可完成加工。 

如图3所示，为加工阶梯轴过渡面示意图。对于类似阶梯轴过渡面这样的较复杂曲面，本实用新型由于可以在不发生干涉的前提下调转一定角度，因此可以对复杂曲面进行有效加工，图中a表示加工头的转角。 

如图4所示，为加工轴端面示意图。对于轴类零件的端面，本实用新型可以像车刀一样，调整到与端面垂直的位置，启动车床及超声波装置，对端面进行处理。 

如图5所示，为工具头展成法修磨示意图。当工具头磨损后可以利用现有的修磨机床进行修磨，利用卡盘将工具头装夹，启动后工具头绕卡盘轴线旋转，金刚石笔按照一定速度，绕工具头半球中心做圆弧轨迹进给，完成修磨。 

如图6所示，为工具头成形法修磨示意图。当工具头磨损后可以利用现有的修磨机床进行修磨，利用卡盘将工具头装夹，启动后工具头绕卡盘轴线旋转，此时杯形砂轮与工具头处于同轴位置，且砂轮也旋转，砂轮轴向进给，与工具头接触，完成修磨。 

应用时，加工头通过安装孔安装在超声波金属加工装置上，启动电源，变幅杆直接将高频振动传递到工具头上，工具头前端加工面对工件进行撞击加工。