專利名稱：一種超精密超聲珩磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超精密超聲珩磨裝置，屬于珩磨加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
珩磨加工是在孔加工、平面加工、外圓表面加工等領(lǐng)域用來(lái)改善加工尺寸精度、形狀精度的重要方法。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓元器件等對(duì)內(nèi)孔、平面、外圓形狀精度要求較高的場(chǎng)所被廣泛使用。超聲珩磨加工是傳統(tǒng)珩磨方法與超聲加工的復(fù)合，在傳統(tǒng)珩磨加工中引入超聲以后，能大幅提高珩磨效率，同時(shí)由于超聲珩磨是斷續(xù)切削過(guò)程，珩磨力較小，珩磨加工時(shí)油石不容易堵塞，珩磨溫度較低；因而容易達(dá)到較好的表面質(zhì)量。在超精密加工領(lǐng)域，用于超精密加工的設(shè)備精度極高，切削深度往往在納米級(jí)，產(chǎn)生的切屑厚度極薄。此時(shí)傳統(tǒng)超聲珩磨方法由于超聲振幅過(guò)大，表面容易產(chǎn)生大的劃痕，不容易被繼續(xù)珩磨加工去除，影響表面質(zhì)量進(jìn)一步提高。參考圖1，目前傳統(tǒng)超聲珩磨裝置，采用的超聲珩磨頭是換能器5+變幅桿4+彎曲振動(dòng)圓盤3+油石1+油石座2+集流環(huán)6結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得換能器5的輸出振幅經(jīng)過(guò)變幅桿 4放大，經(jīng)過(guò)彎曲振動(dòng)圓盤3傳遞到油石座2，并帶動(dòng)油石1做超聲振動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是振幅大， 材料去除率高，利于提高生產(chǎn)率；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本很高，安裝調(diào)整困難，能量在傳遞過(guò)程中損耗較大；同時(shí)由于振幅大，對(duì)珩磨表面造成損傷，不容易在后續(xù)的珩磨工序中除去，因此使得加工精度低，適于精密半精密加工，但不適于在超精密加工領(lǐng)域應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種超精密超聲珩磨裝置。—種超精密超聲珩磨裝置，包括集流環(huán)、珩磨頭本體、油石座、換能器；其中集流環(huán)安裝在主軸上，集流環(huán)一側(cè)通過(guò)碳刷將超聲電源引入，集流環(huán)另一側(cè)則通過(guò)引線和換能器連接；油石座則安裝在珩磨頭本體上，油石座和珩磨頭的安裝槽采用間隙配合；將換能器直接安放在油石座內(nèi)。所述的超精密超聲珩磨裝置，在油石座底部銑槽，油石座一側(cè)鉆通孔，用螺栓連接換能器的螺紋孔和油石座，固定換能器于油石座底部的槽內(nèi)。所述的超精密超聲珩磨裝置，在所述珩磨頭本體內(nèi)部有用來(lái)布線的小孔。改進(jìn)珩磨頭的珩磨精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨頭，達(dá)到IT3-4.傳統(tǒng)超聲珩磨精度是IT5-6.表面粗糙度達(dá)到納米級(jí)，形狀精度達(dá)到微米級(jí)，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨方法。


圖1為現(xiàn)有的珩磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明珩磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3位圖2的A-A剖面圖；圖4為本發(fā)明換能器的安裝示圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參圖2，本發(fā)明提供一種超精密超聲珩磨裝置，包括主軸、集流環(huán)40、珩磨頭本體 10、油石座20、換能器30。其中主軸通過(guò)銷釘和機(jī)床主軸連接；集流環(huán)40安裝在主軸上，一側(cè)通過(guò)碳刷將超聲電源引入，另一側(cè)則通過(guò)引線和換能器30連接；油石座20則安放在珩磨頭本體10上，為實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)，油石座和珩磨頭的安裝槽采用間隙配合；將換能器30直接安放在油石座20內(nèi)，這樣省略了中間的能量傳送、放大環(huán)節(jié)，而是由換能器直接將超聲能傳給油石座，省略變幅桿、彎曲振動(dòng)圓盤等。參考圖3，油石50粘結(jié)安裝在油石座20內(nèi)，油石座20通過(guò)橫銷60驅(qū)動(dòng)，安裝在珩磨頭本體10的安裝槽內(nèi)，油石座20的兩端有凹槽34，通過(guò)該凹槽34用環(huán)形彈簧將油石座20與珩磨頭本體10固定在一起在油石座20上設(shè)置有安裝換能器30的槽口，并根據(jù)換能器的規(guī)格、安裝尺寸決定其采用的連接方式；因珩磨頭旋轉(zhuǎn)，因而還需要集流環(huán)40將超聲電源引入。如圖4所示，通常，對(duì)于圓柱形、有安裝螺紋孔的換能器30，可在油石座20底部銑槽33，同時(shí)一側(cè)鉆通孔32，用螺栓31連接換能器30的螺紋孔和油石座20，固定換能器30 于油石座底部的槽33內(nèi)。同時(shí)需要在珩磨頭本體10內(nèi)部鉆有用來(lái)布線的小孔，以將超聲電源引入到換能器接線端。這樣即可避免原有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、能量損失大、起振困難等諸多問(wèn)題，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起振容易，制造成本降低。同時(shí)避免原有結(jié)構(gòu)振幅過(guò)大，不適于超精密加工的缺點(diǎn).由于省去了變幅桿，超聲振幅沒(méi)有經(jīng)過(guò)二次放大，而直接從換能器釋放出的振幅通常只有幾μ m，較原有結(jié)構(gòu)的振幅降低1/10左右，因而在超精密珩磨加工中對(duì)珩磨表面造成的損傷較小，較容易被后續(xù)的加工去除，能夠得到較好的珩磨表面質(zhì)量.根據(jù)換能器規(guī)格、安裝尺寸不同，槽和孔有多種形式。在更換油石時(shí)，應(yīng)先拆下?lián)Q能器，以免加熱時(shí)損傷換能器內(nèi)部電氣原件。油石釬焊到油石座上以后，再安裝換能器到油石座，并將油石座(帶有換能器)安裝到珩磨頭上，兩側(cè)用彈簧固定，油石座安裝時(shí)采用間隙配合，要有一定的游隙，便于實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)。此時(shí)組裝好后，成為超精密珩磨用超聲珩磨頭。將該改進(jìn)珩磨頭安裝到精密珩磨機(jī)上，進(jìn)行超精密珩磨加工，珩磨頭油石采用細(xì)粒度、樹(shù)脂結(jié)合劑，工件采用氧化鋯陶瓷襯套，在相同加工參數(shù)下(振幅不同)和傳統(tǒng)超聲珩磨頭一起進(jìn)行比較。結(jié)果表明，改進(jìn)珩磨頭的珩磨精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨頭，達(dá)到 IT3-4.傳統(tǒng)超聲珩磨精度是IT5-6.表面粗糙度達(dá)到納米級(jí)，形狀精度達(dá)到微米級(jí)，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超精密超聲珩磨裝置，其特征在于，包括集流環(huán)、珩磨頭本體、油石座、換能器； 其中集流環(huán)安裝在主軸上，集流環(huán)一側(cè)通過(guò)碳刷將超聲電源引入，集流環(huán)另一側(cè)則通過(guò)引線和換能器連接；油石座則安裝在珩磨頭本體上，油石座和珩磨頭的安裝槽采用間隙配合； 將換能器直接安放在油石座內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密超聲珩磨裝置，其特征在于，在油石座底部銑槽，油石座一側(cè)鉆通孔，用螺栓連接換能器的螺紋孔和油石座，固定換能器于油石座底部的槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密超聲珩磨裝置，其特征在于，在所述珩磨頭本體內(nèi)部有用來(lái)布線的小孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超精密超聲珩磨裝置，包括集流環(huán)、珩磨頭本體、油石座、換能器；其中集流環(huán)安裝在主軸上，集流環(huán)一側(cè)通過(guò)碳刷將超聲電源引入，集流環(huán)另一側(cè)則通過(guò)引線和換能器連接；油石座則安裝在珩磨頭本體上，油石座和珩磨頭的安裝槽采用間隙配合；將換能器直接安放在油石座內(nèi)。改進(jìn)珩磨頭的珩磨精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨頭，達(dá)到IT3-4.傳統(tǒng)超聲珩磨精度是IT5-6.表面粗糙度達(dá)到納米級(jí)，形狀精度達(dá)到微米級(jí)，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)超聲珩磨方法。
文檔編號(hào)B24B33/00GK102240960SQ20111020288
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者鄶吉才 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)