[发明专利]一种超声辅助可转位立铣刀刀片单向压制装置

权利要求书

1.一种超声辅助可转位立铣刀刀片单向压制装置，其特征在于，包括单向压制模具和为压制提供超声辅助的超声波发生器(8)；所述单向压制模具包括超声波换能器(1)、上压头(2)、模具(3)、换能器固定架(4)、模具支撑块(5)、底座连接螺栓(6)、底座(7)、芯柱(9 )、铣刀刀片素坯(10)、下压头(11)；所述模具支撑块(5)平放于底座(7)中心上，模具(3)放置在模具支撑块(5)上方，模具(3)外侧连接有超声波换能器(1)，模具(3)为一体结构，内部设有上下贯通的模具孔，模具孔下部设有下压头(11)，模具孔上部设置上压头(2)，所述上压头(2)的形状与刀具素坯顶面的刃型一致，下压头(11)上设置型腔，下压头型腔的轮廓与刀具素坯前刀面与后刀面的轮廓一致上压头(2)和下压头(11)合模之后的型腔与铣刀刀片素坯(10)形状相匹配，上压头(2)、下压头(11)和铣刀刀片素坯(10)中间设有通孔，芯柱(9)贯穿于通孔中，在压制过程中，下压头(11)与芯柱(9)与模具支撑块(5)相接触，模具支撑块(5)承受压制过程中的压力；

所述的装置压制可转位立铣刀刀片素坯的过程，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：安装换能器固定架(4)：将三个换能器固定架(4)通过底座连接螺栓(6)与底座(7)连接；

步骤2：安装超声波换能器(1)：将六个超声波换能器(1)与模具(3)的螺纹孔连接，相邻超声波换能器夹角为60度，将超声波换能器(1)的输入端与超声波发生器(8)的输出端相连，通过超声波发生器(8)控制超声波换能器(1)的振动功率；

步骤3：安置模具(3)：将模具支撑块(5)放置于底座(7)的中心位置，将安装有超声波换能器(1)的模具(3)放置于模具支撑块(5)上，同时将三个不相邻的超声波换能器(1)置于换能器固定架(4)的开口上限制水平位移；

步骤4：填粉：将芯柱(9)置于下压头(11)中心的孔中，将芯柱(9)和下压头(11) 一起放入模具(3)的模具孔，置于模具孔的底部并与模具支撑块(5)相接触，向模具孔中均匀倒入制备好的素坯的粉料，完成后将上压头(2)压入模具孔，上压头(2)中心的芯孔与芯柱(9)相接触；

步骤5：超声波辅助压制：在超声波发生器(8 )中进行参数设置，确定超声波换能器(1)的频率与输出功率，由六个超声波换能器(1)发生超声振动，在上压头(2)上施加一定的压力进行粉末压制，保压一段时间；

步骤6：素坯脱模：移动模具支撑块(5)的位置，使模具支撑块(5)不再与下压头(11)与芯柱(9)接触，对上压头(2)施加10-20MPa的压力，使其向下移动，从而将立铣刀刀片素坯(10)推出模具(3)，在模具(3)下方将铣刀刀片素坯(10)、下压头(11)和芯柱(9)拿出，完成脱模。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声波换能器(1)与模具(3)的侧面连接，所述超声波换能器(1)为多个，多个超声波换能器(1)呈中心对称均布在模具(3)的侧面，超声波换能器(1)头部设有螺纹，模具(3)侧面设有螺纹孔，超声波换能器(1)和模具(3)螺纹连接；

不相邻的超声波换能器(1)下设置有换能器固定架(4)，所述换能器固定架(4)上部设有开口，超声波换能器(1)放置于开口内，超能器固定架(4)通过螺栓固定在底座(7)上；

所述超声波换能器的数量为6个，六个超声波换能器(1)呈中心对称分布在模具(3)的侧面，相邻的超声波换能器(1)的夹角为60度，三个不相邻超声波换能器(1)放置于换能器固定架(4)的开口上，用于固定模具水平方向的位移；

所述模具(3)的半径为100-150mm，在六个呈中心对称方向上的模具(3)侧面设有6个平面，平面宽度为20-40mm，平面中心位置有螺纹孔，用于与超声波换能器(1)连接；

所述超声波换能器(1)的频率为40kHz，功率为500W；

所述超声波换能器(1)包括依次设置的换能器后盖板螺栓(12)，后盖板(13)，电极片(14)，压电陶瓷(15)，绝缘管(16)，前盖板(17)和换能器前端连接螺栓(18)；换能器后盖板螺栓(12)与超声波发生器(8)的输出端连接，换能器前端连接螺栓(18)与模具(3)连接。