[发明专利]一种超声辅助磨削装置及其应用

摘要

本发明提供了一种超声辅助磨削装置及其应用，本发明由升降及旋转主轴系统、超声波电源换向系统、超声辅助磨削系统和零件夹持系统四个部分组成；所述升降及旋转主轴系统由立柱、主轴箱、电机、联轴器、主轴、刀柄和拉钉组成；所述超声波电源换向系统由超声波发生器、外绝缘导线、导电滑环、内绝缘导线和主轴法兰组成；所述超声辅助磨削系统由套筒、换能器、变幅杆和砂轮组成；所述零件夹持系统由床身、鞍座、工作台和机床夹具组成。本发明用于加工高硬度、高脆性材料零件，解决了硬脆材料由于其高硬度、高脆性的特殊性能，常规磨削工艺加工中易导致硬脆材料表面微裂纹、零件崩边等表面损伤的技术问题。

主权项

1.一种超声辅助磨削装置，其特征是：由升降及旋转主轴系统、超声波电源换向系统、超声辅助磨削系统和零件夹持系统四个部分组成；所述升降及旋转主轴系统由立柱(4)、主轴箱(6)、电机(7)、联轴器(20)、主轴(9)、刀柄(16)和拉钉(1601)组成，所述立柱(4)上设有立柱导轨(401)，所述主轴(9)的下端面中心设有卡口(901)，主轴(9)的下端面两侧分别设有主轴卡键(902)，所述刀柄(16)的粗端头设有第一环形圈(1604)和第二环形圈(1605)，在第一环形圈(1604)表面上对称设有两个刀柄键槽(1602)，在第二环形圈(1605)表面上对称设有两个刀柄卡键(1603)；所述主轴箱(6)安装在立柱导轨(401)上，且可沿立柱导轨(401)上下滑动，主轴(9)安装在主轴箱(6)内，电机(7)的输出轴通过联轴器(20)与主轴(9)的上端连接，并带动主轴(9)转动，刀柄(16)的细端头与拉钉(1601)连接，刀柄(16)通过拉钉(1601)和卡口(901)伸入主轴(9)内部，且主轴卡键(902)与刀柄键槽(1602)相啮合实现刀柄(16)与主轴(9)连接的二次定位；所述超声波电源换向系统由超声波发生器(8)、外绝缘导线(5)、导电滑环(11)、内绝缘导线(12)和主轴法兰(10)组成，所述导电滑环(11)包括定子(1101)、转子(1102)、定子导线(1103)、转子导线(1104)和止转片(1105)，止转片(1105)固定在定子(1101)的上表面，所述超声波发生器(8)安装在立柱(4)顶端，超声波发生器(8)的输出端通过外绝缘导线(5)与定子导线(1103)相连接，内绝缘导线(12)的一端与转子导线(1104)相连接，内绝缘导线(12)的另一端与换能器(17)的铜片(1701)相连接，主轴法兰(10)上部与主轴(9)连接，主轴法兰(10)下部与止转片(1105)连接，转子(1102)设置在套筒(13)的外表面；超声辅助磨削系统由套筒(13)、换能器(17)、变幅杆(18)和砂轮(19)组成，所述套筒(13)的上端面设有套筒键槽(1301)，所述换能器(17)上部设有铜片(1701)，中部外表面设有定位法兰(1702)，所述变幅杆(18)中部设有变幅杆法兰(1801)，变幅杆法兰(1801)与套筒(13)的下端口相连接，变幅杆(18)大端与换能器(17)的下端面螺纹连接，砂轮(19)设置在变幅杆(18)的小端，定位法兰(1702)与套筒(13)的内表面过渡配合连接，刀柄(16)粗端与套筒(13)相连接；零件夹持系统由床身(1)、鞍座(2)、工作台(3)和机床夹具(15)组成，所述床身(1)上设有床身导轨(101)，鞍座(2)上设有鞍座导轨(201)，机床夹具(15)包括固定压板(1501)、驱动压板(1502)、移动螺杆(1503)和支撑座(1504)，鞍座(2)安装在床身导轨(101)上，工作台(3)安装在鞍座导轨(201)上，固定压板(1501)、驱动压板(1502)、移动螺杆(1503)和支撑座(1504)均安装在工作台(3)上，固定压板(1501)设置在远离支撑座(1504)的一端，驱动压板(1502)与固定压板(1501)相对设置，移动螺杆(1503)的一端与驱动压板(1502)的外表面连接，另一端与支撑座(1504)连接，通过调整移动螺杆(1503)的进出长短来改变驱动压板(1502)与固定压板(1501)之间的距离，以适应对不同零件(14)的夹持要求，实现固定压板(1501)和驱动压板(1502)对零件(14)的定位与装夹。