[发明专利]一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具

权利要求书

1.一种用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于包括：上模具本体(500)，所述上模具本体(500)底部设有开口朝下的安装腔(510)，所述安装腔(510)外侧朝上依次设置有工件接触段(520)、结构加强段(530)、细颈连接段(550)；

所述工件接触段(520)用于与工件接触对工件进行加工，所述结构加强段(530)呈朝上的向外扩张状，所述结构加强段(530)上端面设有凹位(540)以减少材料体积；

所述细颈连接段(550)连接在结构加强段(530)上端面的中心；

所述安装腔(510)内安装有超声振动装置，用于与工件接触并对工件施加超声振动；

且超声振动装置与工件接触位置位于上模具本体(500)的旋转轴线上；

所述上模具本体(500)和超声振动装置满足以下关系：

K₀表示上模具的转动惯量；M₀表示上模具的质量；D表示摆动冲击作用点到上模具质心的直线距离；s表示上模具的摆动中心到上模具质心的直线距离；

所述超声振动装置包括超声振动变幅杆，所述超声振动变幅杆包括沿一竖直的轴线(101)依次朝下同轴设置的定位段(100)、第一振动安装段(200)和振动变换输出段(300)，所述定位段(100)与安装腔(510)顶壁相连且周向定位，所述第一振动安装段(200)安装有第一压电致动器(211)，所述振动变换输出段(300)上安装有第二压电致动器(302)，且所述第一压电致动器(211)与第二压电致动器(302)产生的超声振动进行叠加；所述振动变换输出段(300)用于与工件(700)接触将超声振动传递给工件(700)；所述超声振动变幅杆的轴线(101)与上模具本体(500)的旋转轴线重合 。

2.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于，所述安装腔(510)的中轴线与上模具本体(500)的旋转轴线重合。

3.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述超声振动装置包括基座(400)，所述基座(400)嵌装于安装腔(510)内，所述定位段(100)与基座(400)相连且周向定位。

4.根据权利要求1所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述振动变换输出段(300)包括依次设置的第一中间段(310)、第二中间段(320)和振动输出段(330)，所述第一中间段(310)相比第二中间段(320)更靠近所述定位段(100)，所述第一中间段(310)和第二中间段(320)之间设有第二压电致动器安装槽(301)，所述第二压电致动器安装槽(301)用于安装第二压电致动器(302)，所述第二中间段(320)上设有与轴线(101)倾斜的通槽(321)。

5.根据权利要求3所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述基座(400)下表面设有开口朝下的空腔(401)，所述定位段(100)与所述空腔(401)顶壁相连。

6.根据权利要求5所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述第一振动安装段(200)径向凸出所述定位段(100)和振动变换输出段(300)；所述第一振动安装段(200)朝上的侧面设有第一限位槽(220)，另一侧面设有第二限位槽(230)，且所述第一限位槽(220)和第二限位槽(230)均设于超声变幅杆的振型节点处；所述第一限位槽(220)安装有第一连接件(420)，所述第一连接件(420)上端与空腔(401)相连，另一端嵌入第一限位槽(220)；所述第二限位槽(230)安装有第二连接件(430)，所述第二连接件(430)一端嵌装于第二限位槽(230)，另一端与空腔(401)周向侧壁相连。

7.根据权利要求5所述的用于超声冷摆碾齿成型的耐冲击上模具，其特征在于：所述定位段(100)与所述空腔(401)之间设有限位垫块(410)，所述空腔(401)顶壁设有供限位垫块(410)底部部分嵌入的第一限位槽，所述限位垫块(410)嵌入第一限位槽实现周向限位；所述限位垫块(410)上表面设有供定位段(100)部分嵌入的第二限位槽，所述定位段(100)嵌入第二限位槽实现周向限位。