本發(fā)明涉及一種新型超聲加工裝置及其應(yīng)用，屬于超聲波加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，應(yīng)用超聲波技術(shù)對金屬表面進行納米化加工或消除金屬工件表面的殘余應(yīng)力在不斷發(fā)展，對金屬表面進行超聲波加工能夠獲得低粗糙度值和高加工精度，并且具有效率高、成本低、無污染的特點；對金屬工件表面進行殘余應(yīng)力消除，能夠有效提升金屬工件的整體性能?，F(xiàn)在利用超聲波技術(shù)進行納米化加工或消除殘余應(yīng)力的設(shè)備主要有超聲波加工刀具及應(yīng)力消除設(shè)備，超聲波加工刀具及應(yīng)力消除設(shè)備的主要組成部分包括換能器、變幅桿和刀具頭，其中不同的超聲波加工刀具可以加工不同形狀的表面，超聲波刀具可以直接安裝在相應(yīng)機床的主軸或刀架上，或者是安裝在超聲波加工裝置上，在機床超聲波加工裝置的帶動下完成對金屬工件表面的超聲波加工或應(yīng)力消除。

然而，現(xiàn)有的超聲波加工刀具及應(yīng)力消除設(shè)備在加工一些狹小空間部位的表面時，由于受現(xiàn)有的超聲波加工刀具及應(yīng)力消除設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計而無能為力，具體地講，無法使超聲波加工刀具或應(yīng)力消除設(shè)備的工作端伸入到狹小的空間部位而進行作業(yè)。因此，有必要設(shè)計一款能夠針對狹小空間部位進行超聲波加工的設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型超聲加工裝置。

本發(fā)明還提供上述一種新型超聲加工裝置的使用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種新型超聲加工裝置，包括外殼、壓蓋、換能器和變幅桿，所述換能器設(shè)置在外殼內(nèi)并通過壓蓋固定，換能器連接變幅桿且變幅桿的前端伸出壓蓋外，所述變幅桿伸出壓蓋外的部分呈彎曲結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述換能器通過一內(nèi)套置于外殼內(nèi)，壓蓋與內(nèi)套連接，所述外殼的一側(cè)設(shè)置有伸縮裝置，伸縮裝置的一端連接內(nèi)套或壓蓋，可帶動內(nèi)套在外殼內(nèi)移動。

優(yōu)選的，所述彎曲結(jié)構(gòu)的彎曲角度為0-90°。

優(yōu)選的，所述伸縮裝置直接固定在外殼外壁上，或通過連接塊固定在外殼外壁上。

優(yōu)選的，所述伸縮裝置包括氣缸、液壓缸、彈簧或氣彈簧。

優(yōu)選的，所述外殼上還設(shè)置有限位裝置，限位裝置用于限制內(nèi)套在外殼內(nèi)的移動。

優(yōu)選的，所述限位裝置包括螺釘或銷軸。

優(yōu)選的，所述內(nèi)套與外殼之間還通過轉(zhuǎn)軸連接。

優(yōu)選的，所述壓蓋的前端設(shè)置有固定變幅桿的加強套。

優(yōu)選的，所述外殼的末端還連接有錐柄或手柄。

優(yōu)選的，所述變幅桿包括桿體、滾珠、頭套和銷，所述滾珠通過頭套嵌入式設(shè)置在桿體的頭部，頭套通過銷與桿體連接。

一種新型超聲加工裝置的使用方法，包括以下步驟，

人工手持手柄，將變幅桿的前端與待加工表面接觸，通過伸縮裝置調(diào)整變幅桿前端與待加工表面的壓力，然后啟動換能器，帶動變幅桿振動并人工移動變幅桿的運行軌跡，完成對待加工表面的應(yīng)力消除；

或者，

把錐柄與機床主軸或機械手連接，將變幅桿的前端與待加工表面接觸，通過伸縮裝置調(diào)整變幅桿前端與待加工表面的壓力，然后啟動換能器，通過編程使變幅桿按照設(shè)定的運行軌跡完成對待加工表面的超聲加工。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明新型超聲加工裝置實現(xiàn)了變幅桿彎曲狀態(tài)下仍能在輸出端獲得理想的輸出振幅，很好地解決了傳統(tǒng)變幅桿的輸出端與其軸線呈垂直狀態(tài)無法對狹小空間內(nèi)部部位進行表面加工或應(yīng)力消除的問題；本發(fā)明可以對諸如航空零件的機匣類零件進行應(yīng)力消除，或?qū)σ恍┆M小空間的金屬工件表面進行超聲波加工。本發(fā)明新型超聲加工裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，效果顯著，作用明顯，具有良好的經(jīng)濟效益和市場價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明新型超聲加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明新型超聲加工裝置中變幅桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、錐柄；2、外殼；3、連接塊；4、內(nèi)套；5、氣缸；6、氣缸桿；7、變幅桿；701、連接端；702、桿體；703、頭套；704、滾珠；705、銷；8、加強套；9、壓蓋；10、螺釘；11、換能器；12、轉(zhuǎn)軸。

具體實施方式

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。

實施例1：

如圖1和圖2所示，一種新型超聲加工裝置，包括外殼2、內(nèi)套4、壓蓋9、換能器11、變幅桿7和伸縮裝置，內(nèi)套4設(shè)置于外殼2內(nèi)，換能器11設(shè)置在內(nèi)套4里并通過壓蓋9固定，壓蓋9與內(nèi)套4連接，換能器11連接變幅桿7且變幅桿7的前端伸出壓蓋9外，伸縮裝置設(shè)置在外殼2一側(cè)并連接內(nèi)套4和壓蓋9，可帶動內(nèi)套4在外殼內(nèi)移動。

其中變幅桿7伸出壓蓋外的部分呈彎曲結(jié)構(gòu)，彎曲角度為45°。

伸縮裝置選用氣缸5，氣缸5通過連接塊3固定安裝在外殼2外壁上，氣缸桿6一端伸入外殼2內(nèi)同時連接內(nèi)套4和壓蓋9。

外殼2上還設(shè)置有限位裝置，限位裝置與氣缸5相對，限位裝置用于限制內(nèi)套在外殼內(nèi)的移動。本實施例中，限位裝置選用螺釘10。

內(nèi)套4與外殼2之間還通過轉(zhuǎn)軸12連接，便于控制內(nèi)套4在外殼2內(nèi)的移動，保證內(nèi)套4移動過程中的穩(wěn)定性。

外殼2的末端連接有錐柄1，錐柄1可用于連接在機床主軸或機械手上。

變幅桿7包括桿體702、滾珠704、頭套703和銷705，滾珠704通過頭套703嵌入式設(shè)置在桿體702的頭部，頭套703通過銷705與桿體702連接。

本實施例的技術(shù)方案，改變了傳統(tǒng)變幅桿無法對狹小空間部位進行作業(yè)的難題，該新型超聲加工裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，變幅桿彎曲后還能保證變幅桿前端的振幅輸出，可有效對狹小空間內(nèi)部位進行加工。

實施例2：

一種新型超聲加工裝置，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：伸縮裝置選用液壓缸。限位裝置選用銷軸。變幅桿7伸出壓蓋外的部分呈彎曲結(jié)構(gòu)，彎曲角度(圖1中角度B的值)為90°，彎曲桿體的長度(圖1中長度A的值)根據(jù)應(yīng)用場景，可選擇不同彎曲桿體長度的變幅桿，以便使變幅桿前端能夠接觸到狹小空間部位的待加工表面。

實施例3：

一種新型超聲加工裝置，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：伸縮裝置選用彈簧。壓蓋9的前端設(shè)置有固定變幅桿的加強套8，加強套8可加強變幅桿7的剛性，提升變幅桿加工過程中的可靠性。

實施例4：

一種新型超聲加工裝置，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于：伸縮裝置選用氣彈簧。外殼2的末端連接有手柄，將錐柄替換成手柄，可用于人工操作，工人可手持手柄對狹小空間的金屬工件表面進行應(yīng)力消除。

變幅桿7伸出壓蓋外的彎曲結(jié)構(gòu)的彎曲角度為0°時，即變幅桿為普通變幅桿的情況下，可完成對傳統(tǒng)金屬工件的作業(yè)。

實施例5：

一種如實施例1所述的新型超聲加工裝置的使用方法，具體步驟如下：

人工手持手柄，將變幅桿7的前端與待加工表面接觸，通過氣缸5調(diào)整變幅桿7前端與待加工表面的壓力，然后啟動換能器11，帶動變幅桿7振動并人工移動變幅桿7的運行軌跡，完成對待加工表面的應(yīng)力消除；

或者，

把錐柄1與機床主軸或機械手連接，將變幅桿7的前端與待加工表面接觸，通過氣缸5調(diào)整變幅桿7前端與待加工表面的壓力，然后啟動換能器11，通過編程使變幅桿7按照設(shè)定的運行軌跡完成對待加工表面的超聲加工。