[实用新型]一种硬脆性材料大深径比、微小异形孔的精密超声打孔机

说明书

本实用新型公开了一种硬脆性材料大深径比、微小异形孔的精密超声打孔机，包括机床主体和控制系统，所述机床主体包括工作台、立柱、滑轨、滑块、步进电机和角度调节装置，工作台上安装有电动位移台，步进电机连接滑块，该角度调节装置装接在滑块上，其上装接有超声振动装置，超声振动装置上安装有压力传感器，控制系统连接电动位移台、压力传感器、步进电机、角度调节装置和超声振动装置。控制系统通过控制滑块和角度调节装置调节工具头轴心位置，保证了工具头轴线和运动方向之间的平行度，避免工具头角度与打孔方向不平行导致工具头发生弯曲或折断。控制系统通过压力传感器来实现加工压力调节，保护工具头和工件的同时也有益于控制孔壁粗糙度。

技术领域

本实用新型涉及一种超声加工设备，尤其涉及一种硬脆性材料大深径比、微小异形孔的精密超声打孔机。

背景技术

超声加工是近几十年发展起来的一种新的加工方法，被广泛应用于硬脆性材料的精密加工，包括超声打孔加工。超声打孔原理是通过工具头的超声频率振动带动磨粒冲击工件表面，达到去除工件材料的目的。针对硬脆性材料的孔加工，超声打孔具有很好的效果。然而现有的超声打孔设备普遍存在精度低、加工质量差等问题，只能用于精度要求不高的场合，无法应用于精密元件的孔加工。实用新型专利CN201020139124.5提供的一种超声打孔机具有较好的加工精度，能够完成硬脆性材料孔的精密加工。但由于采用的是超声铣磨方法，只能加工圆孔，对于大深径比的微小异型孔无法加工。而实用新型专利CN201510394635.9，虽然给出了超声打孔加工的原理，但结构过于简单，无法实现大深径比的微小异型孔的精密加工。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种硬脆性材料大深径比、微小异形孔的精密超声打孔机，解决了现有超声打孔机在加工硬脆性材料时定位不准、容易产生打孔缺陷且无法加工大深径比孔、微小异形孔的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种硬脆性材料大深径比、微小异形孔的精密超声打孔机，包括机床主体和控制系统，所述机床主体包括工作台、立柱、滑轨、滑块和步进电机，所述立柱设置在工作台一侧，所述滑轨固设在立柱上，所述滑块滑接在滑轨上，所述步进电机固设在所述滑轨顶部且与所述滑块相连接以驱动滑块上下移动，所述控制系统连接所述步进电机；

还包括角度调节装置，所述角度调节装置装接在滑块上且能相对滑块转动，所述角度调节装置上装接有超声振动装置，所述控制系统连接所述角度调节装置和超声振动装置，所述超声振动装置上安装有压力传感器，所述控制系统连接所述压力传感器；

所述工作台上安装有电动位移台，所述控制系统连接所述电动位移台以驱动所述电动位移台配合定位所述超声振动装置。

一实施例之中：所述超声振动装置包括超声换能器、变幅杆、二级变幅杆和工具头，所述工具头通过所述角度调节块调节角度以配合所述电动位移台。

一实施例之中：所述工具头的截面形状为方形、正六边形或三角形。

一实施例之中：所述电动位移台上固装有磨料池，所述磨料池内安装有夹具。

一实施例之中：所述磨料池内设有磨料，所述磨料为碳化硼、碳化硅、氧化铝和金刚石。

一实施例之中：还包括外壳，所述外壳安装在所述立柱上。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、控制系统通过控制滑块和角度调节装置调节工具头的轴心位置，保证了工具头轴线和运动方向之间的平行度，避免了工具头角度与打孔方向不平行导致工具头处发生弯曲或折断，保证了加工孔的精度，尤其是大深径比孔的加工，也降低了生产成本。控制系统通过连接压力传感器来实现加工压力调节，实现恒压力加工，在保护工具头和工件的同时也有益于孔壁粗糙度的控制，加工精度高。