專利名稱：機床配合使用的超精密加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冷加工技術領域，是一種與機床配合使用的超精密加工裝置。
以冷加工的方式對工件表面進行從粗加工到超精加工，目前仍普遍采用傳統(tǒng)的方法，由幾種不同種類的機床來完成，并且對以不銹鋼為材質(zhì)的工件表面進行超精加工十分困難，很難達到要求的表面質(zhì)量?，F(xiàn)在還沒有找到對以不銹鋼為材質(zhì)的工件表面進行超精加工的方法和裝置。專利號為SU－648－390的蘇聯(lián)專利揭示了一種提高工件表面組織均勻性的裝置，該裝置由精加工振動頭和一個電磁振蕩激勵裝置組成，通過電磁作用使振動桿帶動振動頭作高頻振動，振動頭垂直作用在工件表面，從而使工件表面彌散性變形。但是，這種加工方法不能提高工件表面的幾何精度和表面光潔度，不能作為工件的超精加工。
本實用新型的目的在于避免已有技術的不足之處，而提出一種能夠在一般機床上對各種金屬材質(zhì)的工件表面進行從粗加工到超精加工，且加工成本低，安裝操作方便的機床輔助裝置。
本實用新型的加工特點是通過一個硬度大于工件材質(zhì)的工具體，沿著工件加工表面進行振動滾壓或擠壓，實現(xiàn)對工件表面的超精加工。
本實用新型的技術要點是，頻率調(diào)節(jié)機構為嚙合齒輪付的轉速比可調(diào)節(jié)的齒輪變速系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)齒輪變速系統(tǒng)的嚙合齒輪付的轉速比可獲得加工需要的振動頻率；振幅調(diào)節(jié)機構為雙偏心機構，是由偏心套和頻率調(diào)節(jié)機構的動力傳動輸出軸上的偏心結構構成，偏心套可轉動地安裝在偏心結構上，設置偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)用以撥動偏心套相對偏心結構轉動，以獲得加工需要的振幅，裝置運行時，偏心套與偏心結構同步轉動；振動工作機構由滑塊、刀架、加力器、工具體組成，滑塊與刀架固定，加力器固定在刀架上，工具體安置在加力器的端部；連桿一端與振幅調(diào)節(jié)機構相配，另一端與振動工作機構相配，把振幅調(diào)節(jié)機構的旋轉運動轉變?yōu)檎駝庸ぷ鳈C構的往復運動。
本實用新型的偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)由撥盤、拉桿、撥塊、復位彈簧構成，撥塊的凸部分別插入偏心結構上設制的凹槽內(nèi)和偏心套上設制的開口內(nèi)，當把撥盤向外拉出時，通過拉桿帶動撥塊移動，撥塊的凸部脫離偏心結構的凹槽，但不脫離偏心套的開口，旋轉撥盤，帶動偏心套相對偏心結構轉動所需要的角度，也就實現(xiàn)了對振幅的調(diào)節(jié)。撥盤復位后，撥塊在復位彈簧的作用下恢復工作位置，即撥塊的凸部插入到偏心結構的凹槽內(nèi)和偏心套的開口內(nèi)。
振動工作機構的滑塊設制有V型槽，與導軌的V型槽相匹配，在滑塊的V型槽和導軌的V型槽之間設置有支承振動工作機構的滾動體，振動工作機構在連桿的帶動下，通過滾動體沿著導軌的V型槽來回振動，從而減小了摩擦，提高了運動效率和運動件的壽命。
振動工作機構的加力器由殼體、頂桿、彈簧、調(diào)節(jié)桿組成，頂桿可滑動地安裝在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿通過配接螺紋安置在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿位于殼體外的一端設制有調(diào)節(jié)柄，彈簧一端作用在頂桿，另一端作用在調(diào)節(jié)桿。旋轉調(diào)節(jié)手柄即可調(diào)節(jié)工具體作用于工件上的正壓力。
振動工作機構的工具體，可根據(jù)加工的需要改變結構，可設制成轉動的圓球體、圓柱體，不轉動的圓球體、圓柱體或其他形狀的擠壓塊，也可以是切削刀具或研磨工具，從而對工件表面進行振動滾壓、振動擠壓、振動研磨和振動切削加工。
本實用新型與已有技術相比，優(yōu)點十分突出。將本實用新型安裝在普通機床上配合使用，如安裝在普通的車床、刨床、銑床上配合使用，對于各種材質(zhì)的工件，包括材質(zhì)為不銹鋼的用傳統(tǒng)的加工方法很難實現(xiàn)超精加工的工件，都可在同一臺機床上完成從工件表面的粗加工到超精加工的全部工作，超精加工后的工件表面質(zhì)量可達到粗糙度Ra≤0.1μm，大大擴大了一般機床的使用范圍，節(jié)省了大量從粗加工到超精加工更換機床的輔助時間，提高了加工經(jīng)濟效益，并且也解決了在沒有超精加工專用機床的條件下對工件進行超精加工的問題，可省去費用昂貴的超精加工專用機床。本實用新型可根據(jù)加工的需要更換結構不同的工具體，實現(xiàn)對工件表面進行振動滾壓、振動擠壓、振動研磨和振動切削，同時由于本實用新型特殊的結構形式，可根據(jù)加工的需要調(diào)節(jié)振動頻率、振幅、擠壓力，并且調(diào)節(jié)方便可靠。
以下結合
和實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型運行時的結構示意圖。本實用新型主要由頻率調(diào)節(jié)機構、振幅調(diào)節(jié)機構、振動工作機構三部分組成。頻率調(diào)節(jié)機構為嚙合齒輪付的轉速比可調(diào)的齒輪箱，由轉軸(2)、齒輪組(3)、三聯(lián)齒輪(4)和轉軸(5)構成，轉軸(2)通過聯(lián)軸器(1)與電機聯(lián)接。齒輪組(3)有三個齒輪，固定在轉軸(2)上。三聯(lián)齒輪(4)安裝在轉軸(5)上，并且可軸向滑動，三聯(lián)齒輪的每一個齒輪可與其相配合的齒輪組(3)的一個齒輪嚙合，形成三種不同轉速比的嚙合齒輪付。振幅調(diào)節(jié)機構為雙偏心結構，由轉軸(5)上設制的偏心結構(6)和偏心套(7)組成，偏心套可轉動地安裝在偏心結構上。振幅由偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)帶動偏心套(7)相對偏心結構(6)轉動一定的角度進行調(diào)節(jié)。偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)由撥盤(9)、拉桿(10)、撥塊(11)、彈簧(12)組成。偏心結構(6)上開設有凹槽，偏心套(7)上開設有開口。在裝置運行時，撥塊(11)的凸部分別插入偏心結構的凹槽內(nèi)和偏心套的開口內(nèi)，使得偏心套與偏心結構同步轉動。調(diào)節(jié)振幅時，把撥盤沿軸線向外拉出，通過拉桿帶動撥塊沿軸線移動，使撥塊的凸部脫離偏心結構的凹槽，但不脫離偏心套的開口，旋轉撥盤，帶動偏心套相對偏心結構轉動，即實現(xiàn)了對振幅的調(diào)節(jié)。撥盤復位后，撥塊在復位彈簧的作用下恢復到工作位置。振動工作機構由滑塊(15)、刀架(16)、工具體(17)、加力器(18)組成，滑塊和刀架固定，加力器固定在刀架上，工具體安置在加力器的端部。工具體(17)是材質(zhì)為碳化硅的不轉動的圓球體。加力器(18)由頂桿(19)、殼體(20)、調(diào)節(jié)桿(21)、彈簧(22)組成。頂桿可滑動地安裝在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿通過配接螺紋安置在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿位于殼體外的一端加工有調(diào)節(jié)柄(23)，彈簧(22)一端作用在頂桿，另一端作用在調(diào)節(jié)桿。滑塊(15)上設制有V型槽，與導軌(14)的V型槽相匹配，在滑塊的V型槽和導軌的V型槽之間設置有支承振動工作機構的滾動體(13)。振幅調(diào)節(jié)機構通過連桿(8)帶動振動工作機構沿著導軌(14)的V型往復運動。本實用新型安置在普通C620車床上，對材質(zhì)為lCr18Ni9Ti的不銹鋼工件，以振動擠壓的方式進行超精加工。加工所選用的參數(shù)如下振幅為0.2mm，頻率為19Hz，擠壓力為50N，進行量為0.035mm／rev，加工速度為14m／min。工件表面參數(shù)測試結果如下粗糙度Ra，加工前為0.5μm，加工后最高可達0.075μm，一般可達0.1μm，不平度的最大值Rz，加工前為2.5μm，加工后最高為0.4μm，一般可達0.5μm。
圖2是圖1的A－A向剖視圖的局部圖，即導軌(13)、滾動體(14)和滑塊(15)的關系示意圖。
圖3和圖4是本實用新型安置在普通C620車床上，以振動擠壓的方式對工件表面進行超精加工，工件表面加工前后的輪廓曲線。a－b段是超精加工前的輪廓曲線，b－c段是超精加工后的輪廓曲線。圖3是工件的材質(zhì)為lCr18Ni9Ti，圖4是工件的材質(zhì)為特殊的不銹鋼。
權利要求1.一種機床配合使用的超精密加工裝置，包括頻率調(diào)節(jié)機構，振幅調(diào)節(jié)機構，振動工作機構，其特征在于頻率調(diào)節(jié)機構為嚙合齒輪付的轉速比可調(diào)節(jié)的齒輪變速系統(tǒng)；振幅調(diào)節(jié)機構為雙偏心結構，由偏心套(7)和轉軸(5)上設制的偏心結構(6)構成，偏心套可轉動地安裝在偏心結構上，偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)用以撥動偏心套相對偏心結構轉動，裝置運行時，偏心套與偏心結構同步轉動；振動工作機構由滑塊(15)、刀架(16)、加力器(18)、工具體(17)構成，滑塊與刀架固定；加力器固定在刀架上，工具體安置在加力器的端部；連桿(8)一端與振幅調(diào)節(jié)機構相配，另一端與振動工作機構相配。
2.根據(jù)權利要求1所述的超精密加工裝置，其特征在于偏心距調(diào)節(jié)系統(tǒng)由撥盤(9)、拉桿(10)、撥塊(11)、彈簧(12)構成，撥塊的凸部分別插入偏心結構(6)上開設的凹槽內(nèi)和偏心套(7)上開設的開口內(nèi)，把撥盤向外拉出，通過拉桿帶動撥塊移動，撥塊的凸部脫離偏心結構的凹槽，但不脫離偏心套的開口，旋轉撥盤，帶動偏心套相對偏心結構轉動，撥盤復位后，撥塊在彈簧的作用下復位。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的超精密加工裝置，其特征在于滑塊(15)上設制有V型槽，與導軌(14)的V型槽相匹配，在滑塊的V型槽和導軌的V型槽之間設置有支承振動工作機構的滾動體(13)。
4.根據(jù)權利要求1、2所述的超精密加工裝置，其特征在于加力器(18)由頂桿(19)、殼體(20)、調(diào)節(jié)桿(21)、彈簧(22)組成，頂桿可滑動地安裝在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿通過配接螺紋安置在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿位于殼體外的一端設制有調(diào)節(jié)柄(23)、彈簧(22)一端作用在頂桿，另一端作用在調(diào)節(jié)桿。
5.根據(jù)權利要求3所述的超精密加工裝置，其特征在于加力器(18)由頂桿(19)、殼體(20)、調(diào)節(jié)桿(21)、彈簧(22)組成，頂桿可滑動地安裝在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿通過配接螺紋安置在殼體內(nèi)，調(diào)節(jié)桿位于殼體外的一端設制有調(diào)節(jié)柄(23)，彈簧(22)一端作用在頂桿，另一端作用在調(diào)節(jié)桿。
專利摘要本實用新型是一種與機床配合使用的超精密加工裝置，由齒輪式的頻率調(diào)節(jié)機構、雙偏心式的振幅調(diào)節(jié)機構、滾動式振動工作機構組成，其加工特點是通過一個硬度大于工件材質(zhì)的工具體，沿著工件加工表面進行振動滾壓或擠壓來實現(xiàn)超精加工，加工后的工件表面粗糙度Ra不大于0.1μm，并且可在一臺機床上完成，包括不銹鋼在內(nèi)的各種金屬材質(zhì)的工件，從粗加工到超精加工的全部工作，且加工費用低，安裝、操作方便。
文檔編號B23P9/02GK2068031SQ90211729
公開日1990年12月26日 申請日期1990年1月13日 優(yōu)先權日1990年1月13日
發(fā)明者黃詩翹, 胡文富, 薛心喜, 王文良, 田昭柯, 曹國兵 申請人:成都科技大學