一種機械式高頻振動臺的制作方法
【專利摘要】本發明涉及機械領域，具體地涉及一種機械式高頻振動臺，包括基座和振動臺面，所述振動臺面的下方設有多根轉軸，相鄰轉軸之間通過錐齒輪嚙合實現同步轉動，每根轉軸上設有至少一個偏心輪，其中至少一根轉軸通過錐齒輪傳動連接有傳動軸，所述傳動軸通過齒輪與驅動軸傳動連接。本發明具有頻率高、振幅大、體積小并能提升電火花加工速度的優點。
【專利說明】一種機械式高頻振動臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械領域，具體地涉及一種機械式高頻振動臺。
【背景技術】
[0002]在微細電火花加工領域，通過對工具或工件疊加超聲振動的方式可以增加放電率、促進消電離、蝕除產物的排出，大大提升微細電火花加工的速度；但普通電火花加工方面，由于放電間隙大通常在IOOum左右，超聲振動經變幅桿放大后一般振幅仍較小，振幅最大可達lOOum，但一般條件下均不足10um，因此超聲振動對普通電火花加工影響不大,對于普通電火花的加工需要設計一種振幅能滿足要求的加工平臺。
[0003]另一方面，振動測試始于四、五十年前，目的是檢測振動中的結構強度、結合物的松脫、磨損與破損、電子組件的接觸不良、電路短路、不合格零件篩檢、共振測試、可靠度測試與評估等，運用廣泛，實現振動測試普遍采用振動臺。振動臺主要分為機械式和電磁式，機械式振動臺結構簡單、成本低廉,但頻率一般在IOOHz以下；電磁振動臺頻率較高可達5000Hz，但結構復雜，成本較貴且振幅較小。
[0004]中國發明專利CN102759436A “中型散裝容器檢測用振動臺”公開了一種檢測用振動臺，如附圖6所示，包括機座1、電機2和振動平臺9，在機座I上左右對稱設置有兩個從傳動軸7，從傳動軸上設有凸輪8，兩個從傳動軸7的前端均設有大齒輪6，在兩個從傳動軸之間設有主傳動軸4，主傳動軸4的兩端設有小齒輪5，電機2的輸出端通過皮帶輪3帶動主傳動軸4轉動，主傳動軸4通過小齒輪5和大齒輪6帶動從傳動軸7轉動。該中型散裝容器檢測用振動臺采用齒輪傳動，能提高從傳動軸的轉速，提高承重能力，實現較大負載，但是由于電機通過皮帶輪帶動主傳動軸轉動，當頻率升高時會加劇傳送帶與傳動輪之間的摩擦，且傳送帶作為彈性材料對振動的吸收能力強，會弱化振動臺的振動效果，因此該中型散裝容器檢測用振動臺只適用于較大負載、較低頻率的情況。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于解決上述技術問題，提供一種高頻率、大振幅、體積小并能提升電火花加工速度的機械式高頻振動臺。
[0006]本發明的技術方案是:一種機械式高頻振動臺,包括基座和振動臺面,所述振動臺面的下方設有多根轉軸，相鄰轉軸之間通過錐齒輪嚙合實現同步轉動，每根轉軸上設有至少一個偏心輪，其中至少一根轉軸通過錐齒輪傳動連接有傳動軸，所述傳動軸通過齒輪與驅動軸傳動連接。
[0007]通過設計使傳動軸與驅動軸之間、傳動軸與轉軸之間以及相鄰轉軸之間均通過齒輪傳動，能夠避免因采用皮帶傳動帶來的弱化振動臺振動效果的問題；同時，使傳動軸與轉軸之間以及相鄰轉軸之間均通過錐齒輪傳動，能夠滿足安裝要求，可將傳動軸懸空設置，只將轉軸設置在振動臺面上，減小振動臺面的質量，有利于提升振動頻率、增加振幅，并且相鄰轉軸間通過錐齒輪互相嚙合，可保證轉軸同步旋轉，使偏心輪旋轉過程中產生的水平方向作用力相互抵消，垂直方向作用力相互疊加，增大振動臺面的振幅、促進振動的穩定；此夕卜，設置多根轉軸并在每根轉軸上均設置偏心輪，能夠使偏心輪的數量增多，而偏心輪越多在同樣條件下其產生的反作用力越大，振幅越大。
[0008]優選地，所述振動臺面上設有多個等距分布的安裝孔，所述安裝孔上設有調幅塊。
[0009]優選地，所述傳動軸固連有傳動軸架，所述傳動軸架固定在振動臺面上，所述傳動軸通過直齒輪與設在基座上的電機的驅動軸傳動連接。
[0010]更近一步地，所述基座的周邊豎直設置有多個滑軌，所述滑軌穿過所述振動臺面位置處設有直線軸承，所述直線軸承的端部設有定位彈簧，所述定位彈簧的端部設有定位環。
[0011]更近一步地，所述振動臺面是方形平臺，振動臺面上固設有多個軸承座，所述轉軸安裝在軸承座上，轉軸的數量是四根并呈方形布置，每根轉軸兩端固設有90度的錐齒輪，每根轉軸上固設有兩個相同的偏心輪，所述偏心輪的重量是50g，偏心輪的重心距離轉軸5_，所述電機通過螺栓固定在基座上，所述基座是方形平臺。
[0012]優選地，每根轉軸通過錐齒輪傳動連接有一根傳動軸，每根傳動軸通過齒輪傳動連接有一根驅動軸。
[0013]優選地，所述基座和振動臺面的外周設有風琴防水罩。
[0014]優選地，所述電機是直流電機，所述直流電機的型號是ZYT50S-RA//CCW，直流電機的轉速范圍是O?4200rpm。
[0015]本發明的有益效果是:本發明針對現有普通電火花加工技術中疊加超聲振動對提升加工速度效果不明顯，提出一種小型、相對于傳統振動臺高頻率、相對于超聲振動大振幅的振動臺，在電火花加工中用于將工件固定在工作臺上使之高頻、大振幅振動，提升電火花加工的速度；同時，本發明的機械式高頻振動臺在結構簡單、成本低廉的前提下，可以實現高頻率、大振幅的振動檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例一的結構示意圖。
[0017]圖2是本發明實施例一振動臺底部結構示意圖。
[0018]圖3是本發明實施例二的結構示意圖。
[0019]圖4是本發明實施例三的結構示意圖。
[0020]圖5是本發明實施例四的結構示意圖。
[0021]圖6是現有技術的結構示意圖。
[0022]圖中，1、振動臺面，2、直線軸承，3、定位彈簧，4、定位環，5、滑軌，6、基座，7、電機，
8、齒輪，9、錐齒輪，10、軸承座，11、傳動軸架，12、傳動軸，13、轉軸，14、偏心輪，15、風琴防水罩，16、固定螺栓，17、調幅塊，18、安裝孔。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細描述。
[0024]如圖1和圖2所示，本發明的機械式高頻振動臺，包括基座6和振動臺面1，在振動臺面I的下方設有多根轉軸13，相鄰轉軸13之間通過錐齒輪9嚙合實現同步轉動，每根轉軸13上設有至少一個偏心輪14，其中至少一根轉軸13通過錐齒輪9傳動連接有傳動軸12，傳動軸12通過齒輪8與驅動軸傳動連接。
[0025]通過設計使傳動軸與驅動軸之間、傳動軸與轉軸之間以及相鄰轉軸之間均通過齒輪傳動，能夠避免因采用皮帶傳動帶來的弱化振動臺振動效果的問題；同時，使傳動軸與轉軸之間以及相鄰轉軸之間均通過錐齒輪傳動，能夠滿足安裝要求，可將傳動軸懸空設置，只將轉軸設置在振動臺面上，減小振動臺面的質量，有利于提升振動頻率、增加振幅，并且相鄰轉軸間通過錐齒輪互相嚙合，可保證轉軸同步旋轉，使偏心輪旋轉過程中產生的水平方向作用力相互抵消，垂直方向作用力相互疊加，增大振動臺面的振幅、促進振動的穩定；此夕卜，設置多根轉軸并在每根轉軸上均設置偏心輪，能夠使偏心輪的數量增多，而偏心輪越多在同樣條件下其產生的反作用力越大，振幅越大。
[0026]具體地，振動臺面I是6061-T6鋁合金方形平臺，振動臺面I厚度是5mm，長度域寬度是200mm，并在其上鑄造有四組共八個軸承座10，軸承座10的厚度是5mm，其上設有直徑為11_的軸承孔與軸承過盈配合，以實現轉軸13的安裝，軸承選取深溝微型軸承676ZZ，尺寸是6*10*3mm ;轉軸13采用鍍鉻45號鋼光軸滑軌，直徑是6mm，數量是四個并呈方形布置，每根轉軸13上通過機米螺栓固定有兩個相同的偏心輪14，偏心輪重心距離轉軸5mm，材料為黃銅，重量為50g，每根轉軸13的兩端通過M4機米螺栓固定有錐齒輪9，錐齒輪9模數為Ml、齒數為18、內孔為6mm，角度是90度，側面有M4螺紋孔，相鄰轉軸13通過錐齒輪9相互嚙合，以保證轉軸同步旋轉，使偏心輪旋轉過程中產生的水平方向作用力相互抵消，垂直方向作用力相互疊加，可增大振動臺面I的振幅并能促進振動的穩定；其中至少一根轉軸13還通過機米螺栓固定有一個錐齒輪9與傳動軸12 —端的錐齒輪9嚙合，傳動軸12采用鍍鉻45號鋼光軸滑軌，直徑是6mm，傳動軸12通過軸承固定在傳動軸架11上，傳動軸架11的一端設有直徑是IOmm的軸承孔，其上過盈配合有軸承，傳動軸架11的另一端通過螺栓緊固在振動臺面I上，傳動軸12的一端通過M4機米螺栓安裝有模數為Ml、齒數為18、內孔為6mm的錐齒輪9,傳動軸12的另一端通過M4機米螺栓安裝有模數為Ml,齒數為18,內孔為6mm的齒輪8，具體地齒輪8是直齒輪；傳動軸12通過齒輪8與通過機米螺栓緊固在電機7驅動軸上的齒輪8嚙合，電機7通過底部螺栓與基座6緊固在一起，基座6是采用鑄鐵材料鑄造成型的方形平臺。
[0027]基座6的四個邊角上設有四個直徑6_的孔，孔內過盈配合有滑軌5，滑軌5與基座6豎直設置，滑軌5是鍍鉻45號鋼光軸滑軌，直徑為6_，滑軌5的另一端通過機米螺栓安裝有定位環4，定位環4上安裝有定位彈簧3，定位彈簧3采用鋼絲直徑是0.5mm的彈簧鋼，定位彈簧3的參數是:內徑為7mm，圈數為20，長度為25cm ;振動臺面I的四個邊角處設有直徑12mm的通孔，該通孔與直線軸承2過盈配合，直線軸承2采用LM6UU，尺寸6*12*19mm，振動臺面I通過直線軸承2安裝在滑軌5上，直線軸承2的上面再安裝定位彈簧3與定位環4，調節定位環4的位置使八個定位環每組四個分別水平。
[0028]電機7是直流電機，該直流電機的型號是ZYT50S-RA//CCW，參數是:電壓24v、軸徑6mm、轉速O?4200rpm，其驅動電源采用龍威LW-3010KD可調式數顯開關電源30V/10A，通過調節電源的輸出電壓控制直流電機7的轉速。
[0029]具體地，當轉軸13的數量是四個并在每根轉軸13上設置兩個相同的偏心輪14時，則偏心輪14共有八個，以單個重量為50g計算，則偏心輪重量共計400g ;直流電機7的轉速0-4200rpm可調,振動臺面I振動的頻率與直流電機7的轉速相同；振動臺面I在振動中的運動方向與偏心輪14的運動方向相反，由于錐齒輪9的同步現象，使偏心輪14水平方向對振動臺面I的作用力互相抵消，垂直方向對振動臺面I的作用力互相疊加，因而振動臺面I能達到在整體結構受力允許下的最大頻率，且振幅與振動臺面I的質量成反比；本實施例中振動臺面I及固定在其上的各種部件質量之和約為lOOOg，因此振動中振動臺面I的加速度是偏心輪14的0.4倍，忽略振動中滑軌5的摩擦阻力、空氣阻力等，位移可達2mm ;理論最大頻率為4200Hz，但考慮整體結構的穩定性與振動臺面I受到的阻力，其振動頻率可達 ΙΟΟ-ΙΟΟΟΗζ 以上。
[0030]如圖3所示，本發明的實施例二中，在振動臺面I上設有多個等距分布的安裝孔18，調幅塊17通過固定螺栓16固定在安裝孔18上，調幅塊17設有多種尺寸和重量，通過安裝不同的調幅塊17可以改變整體振動臺面I的重量，由于振幅與振動臺面I的重量成反t匕，因此通過調幅塊17可以改變整體振動臺面I的重量進而改變振幅直至達到要求。
[0031]如圖4所示，本發明的實施例三中，每根轉軸13通過錐齒輪9傳動連接有一根傳動軸12，每根傳動軸12通過齒輪8傳動連接有一根驅動軸。具體地，轉軸13的數量是四個，采用四組電機7并聯供電帶動四根轉軸13轉動，轉軸13間通過錐齒輪9互相嚙合保持同步。采用四組電機的好處在于，當采用一組電機時，傳動軸12上的齒輪8與電機7上的齒輪8嚙合傳動時，傳統軸12除傳遞轉矩外，還受到齒輪8嚙合傳動時產生的水平方向的向外的推力(由于壓力角的作用)，在大振幅高頻時更易影響系統穩定性，采用四組的話這四組向外的推力可以相互抵消。
[0032]如圖5所示，本發明的實施例四中，在基座6和振動臺面I的外周設有風琴防水罩15，并在直線軸承2上加裝防水墊圈，使該振動臺可以固定在電火花加工機床的工作液槽中進行工作，應用在浸液式電火花加工中，或應用在大量沖液式電火花加工中；且安裝風琴防水罩后能減少振動由內向外的傳播有助于降低系統產生的噪音，并能防止外部物品碰到里面高速的軸承與偏心輪，增加安全性。
[0033]本發明的另一實施例中，振動臺面1、直線軸承2、齒輪8、錐齒輪9、傳動軸架11、傳動軸12和轉軸13均采用鈦合金制造，能更進一步降低振動臺面I的質量，提升了其強度和振幅；基座6采用花崗巖制造，同時增加滑軌5的直徑、降低滑軌5的長度，避免隨著頻率的提高與振幅的增大，受到作用力的越大，產生振動和變形，影響系統穩定，因此能夠提升支撐部分的穩定性，進而提高整體設備的最高工作頻率與振幅。
[0034]本發明中，為了實現高頻率、大振幅的目的，需要一種重量輕、強度大的振動臺面，也就是說，只要能夠滿足重量輕、強度大要求的材料均可以用來制作振動臺面，在常用材料中，上述實施例中的鋁合金和鈦合金材料效果較好。
[0035]本發明實施例中一種機械式高頻振動臺的使用方法，其步驟為:
步驟一、將LW-3010KD可調式數顯開關電源打開，調節其輸出電壓使振動臺I達到需要的振動頻率；
步驟二、關閉LW-3010KD可調式數顯開關電源，安裝需要進行振動測試的工件或電火花加工的工件，安裝合適的調幅塊18后，打開LW-3010KD可調式數顯開關電源，使振動臺I的振幅達到要求；
步驟三、可以反復關閉LW-3010KD可調式數顯開關電源，更改調幅塊18重量，直至振幅達到要求；
步驟四、使用完成后關閉LW-3010KD可調式數顯開關電源，拆下工件。
[0036]本發明實施例中所選用偏心輪的數量、重量及其與轉軸的距離，是在經過多次試驗后確定的最優方式，同時整個振動臺中振動臺面、基座、轉軸、傳動軸、錐齒輪以及電機的設計尤其適用于電火花加工中工件振動的需要，可提升加工速度，此外也可以應用于高頻率、大振幅的情況下的振動檢測。
[0037]雖然以上描述了本發明的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種機械式高頻振動臺，包括基座和振動臺面，其特征在于:所述振動臺面的下方設有多根轉軸，相鄰轉軸之間通過錐齒輪嚙合實現同步轉動，每根轉軸上設有至少一個偏心輪，其中至少一根轉軸通過錐齒輪傳動連接有傳動軸，所述傳動軸通過齒輪與驅動軸傳動連接。
2.如權利要求1所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述振動臺面上設有多個等距分布的安裝孔，所述安裝孔上設有調幅塊。
3.如權利要求1或2所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述傳動軸固連有傳動軸架，所述傳動軸架固定在振動臺面上，所述傳動軸通過直齒輪與設在基座上的電機的驅動軸傳動連接。
4.如權利要求3所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述基座的周邊豎直設置有多個滑軌，所述滑軌穿過所述振動臺面位置處設有直線軸承，所述直線軸承的端部設有定位彈簧，所述定位彈簧的端部設有定位環。
5.如權利要求3所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述振動臺面是方形平臺，振動臺面上固設有多個軸承座，所述轉軸安裝在軸承座上，轉軸的數量是四根并呈方形布置，每根轉軸兩端固設有90度的錐齒輪，每根轉軸上固設有兩個相同的偏心輪，所述偏心輪的重量是50g，偏心輪的重心距離轉軸5mm，所述電機通過螺栓固定在基座上，所述基座是方形平臺。
6.如權利要求1或2所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:每根轉軸通過錐齒輪傳動連接有一根傳動軸，每根傳動軸通過齒輪傳動連接有一根驅動軸。
7.如權利要求1或2所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述基座和振動臺面的外周設有風琴防水罩。
8.如權利要求1所述的一種機械式高頻振動臺，其特征在于:所述電機是直流電機，所述直流電機的型號是ZYT50S-RA//CCW，直流電機的轉速范圍是O?4200rpm。
【文檔編號】G01M7/02GK103792058SQ201410090161
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】張勤河, 張敏 申請人:山東大學