[实用新型]一种金属带锯超声锯切加工装置

说明书

技术领域： 

本实用新型涉及一种超声辅助带锯加工装置，特别是涉及一种金属带锯超声锯切加工装置。

技术背景： 

金属带锯床作为机械加工制造的第一道工序所需设备，其加工精度和自动化程度直接关系到后续工序的效率和质量，但是由于传统加工方法的技术局限性，使得当锯切高硬度材料时切削效率会大大下降，并且加快金属带锯条磨损，加大电动机的锯切负载，同时也会增大加工表面的粗糙度。

超声加工技术是最适合加工硬脆性材料的技术之一，它是在锯切加工的基础上，借助超声振动的方法去除工件上的被加工材料。超声加工通过由超声发生器产生超声振动能量，帮助锯条克服材料金属键做工，实现锯切。同时也改善锯切加工的效果，其不但保留了锯切加工的特性，还可以大幅度提高加工效率，减小切削力，同时还可以有效的改善工件的表面加工质量。因此，研制工件附加超声振动的金属带锯加工方法及装置对提高金属锯切速度与锯切表面质量有非常重要的意义。 

目前，在相关领域并没有基于金属带锯条声发射特性的锯切负载检测装置，如专利号CN201320135602.9(授权公告号CN203197686U，授权公告日2013年9月18日)公开了一种用于超声辅助磨削机床的磨削刀柄，该超声加工刀柄，主要包括刀柄和换能器，换能器一端设置于刀柄内部，刀柄外侧设置有电磁转换装置，换能器包括变幅杆,压电陶瓷，压板预紧螺母，预紧螺栓以此连接压板，压电陶瓷和变幅杆，变幅杆和刀柄通过刀柄紧固连接。当超声电源产生超声信号后首先传递到发射线圈再由电磁感性传递到接收线圈。再由接收线圈与换能器电极相连，从而驱动换能器产生振动。由于此时振幅较小，因此需要经由变幅杆对振幅进行放大，最终输出到加工工具上。此超声辅助装置通过对加工工具施加超声振动来实现，而在带锯床上，由于带锯条较长，振动控制困难。因此对锯床无法适用。 

发明内容

本实用新型针对现有金属带锯加工存在锯切范围窄、效率较低和锯齿易粘屑等不足，提出了一种金属带锯超声锯切加工装置； 

一种金属带锯超声锯切加工装置，包括超声发生器、超声换能器、超声变幅杆、超声机构支座、超声工具杆、工件、锯床底座、电涡流传感器和锯床机身；

所述的超声发生器频率输出接口与超声换能器线圈输入端相连接，超声换能器通过双头螺钉与超声变幅杆的大端面固定连接，超声变幅杆的小端面通过双头螺钉与超声工具杆的固定端固定连接，超声工具杆的夹持端用来夹持工件，超声变幅杆通过超声机构支座设置在锯床底座上，电涡流传感器通过支架固定在锯床机身上，电涡流传感器接收端面正对工件侧面垂直于工件震动方向；所述的超声换能器、超声变幅杆、超声机构支座、超声工具杆和电涡流传感器同轴设置，电涡流传感器的信号输出端接工控机，工控机与超声发生器相连接。

本实用新型主要适用于金属带锯辅助锯切，主要利用超声的振动特性，通过对传统带锯床添加高频振动装置，减轻带锯轮电机的锯切负载，增大锯齿的锯切长度。使得锯切的效率和锯切工件的表面质量大大提高，同时也延长了带锯的使用寿命。 

本实用新型的优点是：对机床的兼容性好，能适应各种规格的工件，且制作成本较低，效果明显。发生器输出频率能随负载变化而跟踪变化，保证振幅始终最大。超声振动的添加也使得工件产生了平行于锯切方向的振动，增大了锯齿的锯切长度，使得锯切的效率和锯切工件的表面质量大大提高。 

附图说明： 

图1所示为工件附加超声振动的金属带锯加工的实现装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步描述。 

如图1所示，一种工件附加超声振动的金属带锯加工的装置，包括超声发生器1、超声换能器2、超声变幅杆3、超声机构支座4、超声工具杆5、工件6、锯床底座7、电涡流传感器8和锯床机身9。 

所述的超声发生器1频率输出接口与超声换能器2线圈输入端相连接，超声换能器2通过双头螺钉与超声变幅杆3的大端面固定连接，超声变幅杆3的小端面通过双头螺钉与超声工具杆5的固定端固定连接，超声工具杆5的夹持端用来夹持工件6，超声变幅杆3通过超声机构支座4设置在锯床底座7上，电涡流传感器8通过支架固定在锯床机身9上，电涡流传感器接收端面正对工件侧面垂直于工件震动方向；所述的超声换能器2、超声变幅杆3、超声机构支座4、超声工具杆5和电涡流传感器8同轴设置，电涡流传感器8的信号输出端接工控机，工控机与超声发生器相连接。 

超声换能器在高频电信号的激励下，通过压电效应产生高频振动。所述的超声换能器2通过双头螺钉与所述超声变幅杆3相连接，超声变幅杆3主要通过形状参数的设计实现机械振动的质点的位移或者速度变大，并将超声能量集中在较小的面积上。所述超声变幅杆3又通过双头螺钉与超声工具杆5连接，所述的超声工具杆5针对各种形状和尺寸的工件进行特定的设计，且拆装方便，是一种能够对各种形状的工件实现受迫振动的夹具。所述超声变幅杆3又通过特定配合与超声机构支座4连接。所述电涡流传感器8安装于工件侧面，通过数据采集卡将工件振动位移数据传回工控机。