CN102490089A

CN102490089A - 外圆面超声波加工装置

Info

Publication number: CN102490089A
Application number: CN2011104158400A
Authority: CN
Inventors: 赵辉
Original assignee: SHANDONG HUAYUN ELECTRO-MECHANIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG HUAYUN ELECTRO-MECHANIC SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明提供一种外圆面超声波加工装置，包括基座、转架、悬臂支架、超声波加工工具和转架转动机构；转架转动机构安装在基座上，转架安装在转架转动机构上；转架的侧面安装有升降导轨，悬臂支架安装在该升降导轨上，转架与悬臂支架之间连接有悬臂支架的升降机构；悬臂支架上安装有平移导轨和超声波加工工具移动机构，超声波加工工具安装在该平移导轨上并与超声波加工工具移动机构连接。本发明应用灵活方便，能够在磨床或车床上对金属工件外圆面进行超声波加工，降低工件外圆面的粗糙度值。

Description

外圆面超声波加工装置

技术领域

本发明涉及一种用于金属工件外圆面的超声波加工装置，属于超声波金属表面加工技术领域。

背景技术

通过对工件表面进行超声波加工，可以获得低粗糙度值和高加工精度，现有文献中有多种超声波金属表面加工装置，如中国专利文献CN1329532C公开的《超声波金属表面加工装置》该装置包括超声波发生器和超声加工装置。超声波金属表面加工装置目前主要应用在车床、和镗床上，如中国专利文献CN101502881公开的《数控车床用超声波金属表面加工装置》和中国专利文献CN101480733公开的《用于镗床的超声波金属表面加工装置》。显然，通过磨削后再对工件表面进行超声波加工可以获得更低的粗糙度值，相关文献如中国专利文献 CN2264058公开的《超声振动磨削头》，该超声振动磨削头是装于机床上，由机床驱动变幅杆转动，或者是随机床主轴运转，并不能单独作为一种加工工具独立使用，也不能使工件在磨削后不用改变位置就可进行超声波加工。还有中国专利文献CN201020638公开的《超声振动磨削复合加工工具》，该复合加工工具通过连接件安装在数控机床或钻床的刀柄上，也不能用于磨床上。

发明内容

本发明针对现有金属表面超声波加工装置存在的不足，提供一种效率高、能够在磨床或车床上对金属工件外圆面进行超声波加工的外圆面超声波加工装置。

本发明的外圆面超声波加工装置采用以下技术方案：

该外圆面超声波加工装置，包括基座、转架、悬臂支架、超声波加工工具和转架转动机构；转架转动机构安装在基座上，转架安装在转架转动机构上；转架的侧面安装有升降导轨，悬臂支架安装在该升降导轨上，转架与悬臂支架之间连接有悬臂支架的升降机构；悬臂支架上安装有平移导轨和超声波加工工具移动机构，超声波加工工具安装在该平移导轨上并与超声波加工工具移动机构连接。

悬臂支架上还安装有支撑轮架移动机构，平移导轨上还安装有支撑轮架，支撑轮架上安装有支撑轮，支撑轮架与支撑轮架移动机构连接。对工件超声波加工时，超声波加工工具和支撑轮对称抵在工件两侧，在超声波加工时使工件不产生外力，保证工件在车削或磨削后的尺寸和形位公差不改变。支撑轮架移动机构可以采用油缸、丝杠螺母传动机构或电动推杆等。

超声波加工工具采用CN1329532C公开的《超声波金属表面加工装置》中的超声加工装置。

悬臂支架的升降机构可以采用油缸、丝杠螺母传动机构或电动推杆等。

悬臂支架上还安装有支撑轮架移动机构，平移导轨上还安装有支撑轮架，支撑轮架上安装有支撑轮，支撑轮架与支撑轮架移动机构连接。对工件超声波加工时，超声波加工工具和支撑轮对称抵在工件两侧，在超声波加工时使工件不产生外力，保证工件在车削或磨削后的尺寸和形位公差不改变。支撑轮架移动机构可以采用油缸、丝杠螺母传动机构或电动推杆等

超声波加工工具移动机构可以采用油缸、丝杠螺母传动机构或电动推杆等。

转架转动机构包括立轴、转动油缸和齿轮，立轴与基座连接为一体，转架安装在立轴上，油缸安装在转架的上端，转动油缸内的活塞杆为齿条，齿轮安装转轴上并与齿条啮合。由于立轴及其上的齿轮是固定不动的，所以转动油缸内的齿条移动时在齿轮的作用下使得齿条绕立轴转动，转动油缸和安装转动油缸的转架同时绕立轴转动。

转架转动机构也可以采用转台等其它结构形式，将转架安装在转台上，转架随转台转动。

悬臂支架的上端与转架之间设有定位机构，悬臂支架的下端与基座之间也设有定位机构。以使悬臂支架移动到高位和低位时都能够处于定位状态。

上述装置通过基座安装在磨床的砂轮架或车床的拖板上，将工件装夹在磨床主轴或车床主轴上。通过转架转动机构将转架和悬臂支架及其上的各部件旋转90度，使超声波加工工具与工件轴线垂直，通过升降机构带动悬臂支架及其上的超声波加工工具向下移动到位，通过超声波加工工具移动机构带动超声波加工工具与工件接触。当用于磨床时，工件即旋转又做直线运动，整个装置不动。当用于车床上时，工件旋转，整个装置随拖板在车床的进给机构带动下做直线运动。通过旋转和直线运动完成工件外圆面的超声波加工。

本发明应用灵活方便，能够在磨床或车床上对金属工件外圆面进行超声波加工，降低工件外圆面的粗糙度值。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明另一方向的立体结构示意图。

图3是本发明中转动架的内部结构示意图。

图4是图3中沿A-A线的剖视图。

图中：1、转动油缸，2、旋转定位块，3、上支架，4、活塞杆，5、升降油缸，6、上定位支架，7、悬臂支架，8、下定位块，9、弹片，10、超声波加工工具，11、支撑轮油缸，12、工具油缸，13、基座，14、滑块，15、升降导轨，16、转架，17、定位油缸，18、平移导轨，19、支撑轮滑块，20、支撑轮架， 21、支撑轮，22、连接滑块，23、立轴，24、齿条，25、齿轮。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的外圆面超声波加工装置包括基座13、转架16、转轴23、悬臂支架7、超声波加工工具10和转架转动机构。转架转动机构安装在基座13上，转架16安装在转架转动机构上。转架16的侧面安装有升降导轨15，悬臂支架7通过滑块14安装在该升降导轨15上并与一升降机构连接，在该升降机构的带动下，悬臂支架7可沿升降导轨15上下移动，该升降机构采用升降油缸5，升降油缸5竖直安装在悬臂支架7上，升降油缸5的活塞杆4通过上支架3与转架16的上端连接，通过活塞杆4的伸出与缩回实现悬臂支架7的上下移动。基座13上设置有下定位块8，当悬臂支架7移动到最低位时，通过基座13上的下定位块8定位。悬臂支架7的升降机构也可以采用丝杠螺母传动机构，丝杠竖直安装在转架16上，在悬臂支架7上固定安装与丝杠连接的螺母，通过丝杠的转动带动悬臂支架7上下移动。该升降机构也可以采用电动推杆。悬臂支架7上设置有上定位支架6。转架16的上部安装有定位油缸17，定位油缸17用于使悬臂支架7定位于非工作位置，本发明的装置不工作时，悬臂支架7上升到高位，定位油缸17的活塞杆是伸出，挡在上定位支架6的下方，使悬臂支架7不会下移。

悬臂支架7的一侧设有两条平移导轨18，两条平移导轨上前后安装有支撑轮滑块19和连接滑块22。支撑轮滑块19上安装有支撑轮架20，支撑轮架20上安装有支撑轮21，支撑轮21用于对工件的支撑。连接滑块22上通过弹片9安装有超声波加工工具10。超声波加工工具10采用CN1329532C公开的《超声波金属表面加工装置》中的超声加工装置。悬臂支架7的另一侧水平安装有支撑轮架移动机构和超声波加工工具移动机构，支撑轮架移动机构和超声波加工工具移动机构分别采用支撑轮油缸11和工具油缸12，支撑轮油缸11的活塞杆与支撑轮滑块19连接，支撑轮油缸11带动支撑轮滑块19、支撑轮架20及支撑轮21在两条平移导轨18上移动，使支撑轮21抵在工件上，在加工时起支撑作用，或加工完毕后使支撑轮21离开工件。因为支撑轮21需要有较高的硬度，支撑轮21可以安装在一个小块上，通过该小块安装在支撑轮架20上，这样可使支撑轮21体积减小，降低成本，磨损后便于更换。工具油缸12的活塞杆与连接滑块22连接，工具油缸12带动连接滑块22及超声波加工工具10在两条平移导轨18上移动，使超声波加工工具10接触工件进行加工，或加工完毕后离开工件。支撑轮21和超声波加工工具10分别处于工件的两侧。支撑轮架移动机构和超声波加工工具移动机构也可以采用丝杠螺母传动机构或电动推杆。

图3和图4给出了转架转动机构的结构，包括立轴23、转动油缸1、齿轮25和齿条24，立轴23与基座13为一体结构，转架16通过轴承安装在立轴23上（立轴23在转架16内），立轴23的上端安装有旋转定位块2。转动油缸1安装在转架16的上端，转动油缸1内的活塞杆为齿条24，在液压油的推动下齿条24在油缸1内直线移动（参见图4），齿轮25安装转轴23上并与齿条24啮合。由于立轴23是固定不动的，其上的齿轮25也是不动的，所以转动油缸1内的齿条24移动时在齿轮25的作用下使得齿条24绕立轴23转动，因此，转动油缸1和安装转动油缸1的转架16同时绕立轴23转动，转动角度由旋转定位块2确定，转动到位后通过旋转定位块2定位。

转架转动机构也可以采用转台等其它结构形式，将转架16安装在转台上，转架16随转台转动。

本发明的工作过程如下：

本发明的外圆面超声波加工装置通过基座13安装在磨床的砂轮架或车床的托板上，将工件装夹在磨床主轴或车床主轴上。不工作时，悬臂支架7通过定位油缸17定位在上部，并且悬臂支架7及其上的各部件与所加工工件是平行的。当工作时，通过转动油缸1将转架16和悬臂支架7及其上的各部件旋转90度，使超声波加工工具10与工件轴线垂直。然后上定位油缸17的活塞杆缩回。通过升降机构即升降油缸5带动悬臂支架7及其上的超声波加工工具10向下移动，移动到位后，悬臂支架7的底部通过下定位块8定位。通过支撑轮油缸11和工具油缸12使支撑轮21和超声波加工工具10分别与工件的两侧接触。当用于磨床时，工件即旋转又做直线运动，整个装置不动。当用于车床上时，工件旋转，整个装置随拖板在车床的进给机构带动下做直线运动。通过旋转和直线运动完成工件外圆面的超声波加工。

本发明具有以下优点：

1．可与车床结合也可与磨床结合，加工时，可以工件进给，也可以整个装置进给。

2．通过支撑轮油缸11和工具油缸12调节超声波加工工具10和支撑轮21对工件的压力，使工件的受力为零，从而在超声波加工时对工件不产生外力，保证工件在车削或磨削后的尺寸和形位公差不改变。

3．可实现自动化操作。

Claims

1.一种外圆面超声波加工装置，包括基座、转架、悬臂支架、超声波加工工具和转架转动机构；其特征是：转架转动机构安装在基座上，转架安装在转架转动机构上；转架的侧面安装有升降导轨，悬臂支架安装在该升降导轨上，转架与悬臂支架之间连接有悬臂支架的升降机构；悬臂支架上安装有平移导轨和超声波加工工具移动机构，超声波加工工具安装在该平移导轨上并与超声波加工工具移动机构连接。

2.根据权利要求1所述的外圆面超声波加工装置，其特征是：所述悬臂支架的升降机构采用油缸、丝杠螺母传动机构或电动推杆。

3.根据权利要求1所述的外圆面超声波加工装置，其特征是：所述悬臂支架上还安装有支撑轮架移动机构，平移导轨上还安装有支撑轮架，支撑轮架上安装有支撑轮，支撑轮架与支撑轮架移动机构连接。

4.4．根据权利要求1所述的外圆面超声波加工装置，其特征是：所述转架转动机构包括立轴、转动油缸和齿轮，立轴与基座连接为一体，转架安装在立轴上，油缸安装在转架的上端，转动油缸内的活塞杆为齿条，齿轮安装转轴上并与齿条啮合。

5.根据权利要求1所述的外圆面超声波加工装置，其特征是：所述转架转动机构采用转台。

6.根据权利要求1所述的外圆面超声波加工装置，其特征是：所述悬臂支架的上端与转架之间设有定位机构，悬臂支架的下端与基座之间也设有定位机构。