專利名稱：一種超聲波鉆銑削加工工具頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廣泛應(yīng)用于金屬材料、工程材料、硬脆性材料等 超聲波鉆銑削加工領(lǐng)域所用的工具頭。
背景技術(shù)：
超聲波鉆銑削加工集超聲波頻振動和主軸高速旋轉(zhuǎn)為一體，被視為高 精、高效加工的技術(shù)先鋒，應(yīng)用于各種材料特別是硬脆性材料的精細(xì)加工。 隨著高速主軸技術(shù)及超聲波電源技術(shù)的日趨完善，大功率超聲波大面積鉆 銑技術(shù)在難加工材料加工上的優(yōu)勢已現(xiàn)端倪，以此同時，傳統(tǒng)的超聲波工 具頭結(jié)構(gòu)也凸顯不足。，
現(xiàn)有的超聲波鉆銑削加工工具頭，其結(jié)構(gòu)一般包括工具頭基體和覆蓋 于工具頭基體端面上的磨料層，磨料層端面上開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)外相通 的通流槽，其目的是在外冷卻或內(nèi)冷卻方式下使冷卻液能夠充分進(jìn)入加工 區(qū)進(jìn)行冷卻。圖1為這種超聲波工具頭端面冷卻液流向示意圖，圖中實心 標(biāo)即為在通流槽作用下的冷卻液流向示意，由于高速旋轉(zhuǎn)及超聲波霧化作 用，沿圓周線速度VS反方向上離通流槽較遠(yuǎn)的地區(qū)存在冷卻液體無法到達(dá)
區(qū)域，從而造成冷卻不足區(qū)域，如圖2上陰影所示。因此，這種結(jié)構(gòu)的超 聲波工具頭，比較適用于現(xiàn)有小功率超聲波鉆銑削即小直徑工具頭，而對 于大功率超聲波大面積鉆銑削，這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足全接觸面上充分冷 卻潤滑的要求。大功率超聲波大面積鉆銑削時，工具與工具接觸面大、大功率超聲波霧氣等苛刻條件使得冷卻液無法充分潤滑冷卻位于相鄰?fù)鞑?的接觸面，主軸高速旋轉(zhuǎn)極易使得此部分接觸面上溫度過高，從而降低了 加工表面質(zhì)量及工具頭磨料層的使用壽命。雖然通過增加通流槽數(shù)量或通 流槽面積可以改善接觸面冷卻潤滑，但此法增加了磨料層的斷續(xù)比，減少 了磨料層的有效加工面積，降低了加工效率。同時通流槽內(nèi)外相通泄流使 得大功率大面積加工對內(nèi)給冷卻液的流量和壓力提出更高的要求。因此， 如何在不降低磨料層有效加工面積的前提下，充分實現(xiàn)全接觸面冷卻潤滑， 這對實施大功率超聲波大面積鉆銑削是相當(dāng)必要的。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種超聲波鉆銑削加工工具頭，其可最大限 度發(fā)揮冷卻液在加工接觸面上的冷卻潤滑作用，提高了工具頭磨料層的工 作壽命和加工表面完整性。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣的 一種超聲波鉆銑削加工工具頭，包 括工具頭基體和覆蓋于工具頭基體端面上的磨料層，磨料層端面上開設(shè)有 沿端面徑向內(nèi)外相通的通流槽；上述磨料層端面上還開i殳有沿端面徑向內(nèi) 通外不通的盲流槽。
上述盲流槽與上述通流槽于上述磨料層端面上間隔交4普設(shè)置。 采用上述方案后，本實用新型的超聲波鉆4先削加工工具頭，配與冷卻 液內(nèi)供給方式，特別適用于大功率超聲波大面積鉆銑削，其上通流槽可以 實現(xiàn)加工過程容屑和排屑功能，其上盲流槽可使冷卻液充分進(jìn)入相鄰的通 流槽間的工具與工件接觸面上，實現(xiàn)接觸面的全冷卻潤滑。有效克服因高 速旋轉(zhuǎn)及超聲波霧化所造成的加工區(qū)冷卻作用不均勻難題，極大提高了工具頭磨料層的工作壽命和加工表面完整性，可應(yīng)用于金屬材料、工程材料 及硬脆性材料的超聲波鉆銑削加工，尤其是大功率超聲波大面積鉆銑削加 工。


圖l是傳統(tǒng)的超聲波工具頭端面冷卻液流向示意圖。
圖2是傳統(tǒng)的超聲波工具頭端面冷卻不足區(qū)域示意圖。 圖3是本實用新型的超聲波工具頭端面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3的A-A剖示圖。
圖5是本實用新型的超聲波工具頭端面冷卻液流向示意圖。
具體實施方式

本實用新型的一種超聲波鉆銑削加工工具頭，如圖3、 4所示，包括超 硬磨料層1和工具頭基體2，超硬磨料層1覆蓋于工具頭基體2的端面上， 磨料層1端面上開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)外相通的通流槽3，為了有效克服因高 速旋轉(zhuǎn)及超聲波霧化所造成的加工區(qū)冷卻作用不均勻難題，在超硬磨料層1 端面上增設(shè)沿端面徑向內(nèi)通外不通的盲流槽4。盲流槽4與通流槽3于磨料 層l端面上間隔交錯設(shè)置。
本實用新型的超聲波工具頭端面冷卻液流向如圖5所示，冷卻液通過 增設(shè)的盲流槽4進(jìn)入加工接觸區(qū)，徹底改善了傳統(tǒng)工具頭上冷卻不足區(qū)， 使在不增加通流槽3的h出上，實現(xiàn)工具頭磨料層與工件接觸面上全面高 效冷卻潤滑。
本實用新型的工具頭基體也可以和超聲波變幅桿一體化，超硬磨料層直接固定在變幅桿上。
本實用新型的實施方法具體步驟如下
1、 根據(jù)加工對象、加工精度，超聲波力。工藝參數(shù)、工具頭直徑及冷卻 液的流量、壓力設(shè)計工具頭結(jié)構(gòu)，確定通流槽和盲流槽的數(shù)量、形狀及尺 寸。
2、 在工具頭制作過程中，按步驟l的要求進(jìn)行開槽。對于燒結(jié)制備方 法的，可以通過磨料層端面結(jié)構(gòu)的反模進(jìn)行燒結(jié)成型。對于釬焊和電鍍制 造方法，可預(yù)先在基體上開設(shè)通流槽和盲流槽，然后在工作面上進(jìn)行磨料 的電鍍或釬焊。
權(quán)利要求1、一種超聲波鉆銑削加工工具頭，包括工具頭基體和覆蓋于工具頭基體端面上的磨料層，磨料層端面上開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)外相通的通流槽；其特征在于上述磨料層端面上還開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)通外不通的盲流槽。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波鉆銑削加工工具頭，其特征在于: 上述盲流槽與上述通流槽于上述磨料層端面上間隔交錯設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種超聲波鉆銑削加工工具頭，包括工具頭基體和覆蓋于工具頭基體端面上的磨料層，磨料層端面上開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)外相通的通流槽；上述磨料層端面上還開設(shè)有沿端面徑向內(nèi)通外不通的盲流槽。本實用新型與現(xiàn)有超聲波工具頭相比，在保留了現(xiàn)有通流槽的排屑作用的基礎(chǔ)上，通過開設(shè)盲流槽使得冷卻液最大限度分配到工具磨料層與工件接觸面，有效克服了因高速旋轉(zhuǎn)及超聲波霧化所造成的加工區(qū)冷卻不均勻難題，極大提高了工具頭磨料層的工作壽命和加工表面完整性，可應(yīng)用于金屬材料、工程材料及硬脆性材料的超聲波鉆銑削加工，尤其是大功率超聲波大面積鉆銑削加工。
文檔編號B23C5/00GK201300238SQ20082022912
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者徐西鵬, 鄭書友, 黃國欽 申請人:華僑大學(xué)