一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置的利记博彩app

专利名称：一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种超精密加工功能部件，特别是关于一种轨迹可调整的椭圆超声振 动辅助切削装置。
背景技术：
在超精密加工领域中，单点金刚石切削技术(Single Point Diamond Turning, SPDT)是一项具有革新意义的技术。SPDT采用刃口钝圆半径为50nm或更小的单晶金刚石 刀具，配用相应的超精密加工机床及数控系统，可切削加工各种复杂的平面、球面及非球曲 面，切削深度在5 μ m以内，一次切削可获得面形精度< 0. 5 μ m，表面粗糙度Ra < IOnm的超
精镜面。但是，现有的SDPT局限于高纯度无氧铜、无硅铝合金、 非电解镍等少数有色金属， 极少用于铁基材料和光学硬脆材料的切削。SDPT难以加工铁基材料，是因为加工过程中 碳铁原子之间有剧烈的热_化学磨损，同时机械磨损和破损严重，导致切削无法持续进行； SDPT难以加工光学脆硬材料，是因为加工过程中工件表面极易崩碎和脆裂，且转化为塑性 切削的工艺条件难以控制，导致加工表面质量很差。引入超声振动辅助切削，有望将SDPT拓展至铁基材料和光学脆硬材料的加工，具 有较大的学术价值和经济效益。超声振动辅助切削是指通过外加驱动机构(通常为压电材 料)把一个额外的高频微幅振动引入到了刀具和工件间的原有相对运动中，使切削力、切 削速度、切削深度等切削用量产生规律的脉冲变化。通常振动频率在20kHz以上，振幅在1 至10 μ m。超声振动辅助切削可达到减小切削力、切削热，显著减少刀具磨损，提高加工质量 和效率的目的。超声辅助切削的关键性硬件是使刀具产生超声振动的驱动装置。较常见的一种装 置是直线式振动切削装置，它具有结构简单可靠、设计制作容易等优点，但它最大的缺点是 振动切削轨迹为直线，使得刀具后刀面与工件加工表面高频往复摩擦，承受交变拉压应力， 导致疲劳崩刃。较新颖的一种是椭圆式振动切削装置。它将刀尖振动轨迹从直线变成了椭圆，可 避免后刀面与已加工表面的接触，进一步减少了刀具磨损；同时还使前刀面与切屑间产生 有益摩擦，帮助排屑。椭圆切削装置的两个关键指标是工作频率和椭圆轨迹希望工作频率 尽可能高，以确保超声切削的效果；希望椭圆轨迹可灵活调整，以适应不同的加工材料和切 削用量。现有的椭圆式振动切削装置，按工作频率，可划分为谐振式和非谐振式；按激励源 数量，可划分为多激励源式和单激励源式。这几种装置各有优缺点，其中，谐振式装置具有 工作频率高、超声加工效果好的优点，应用更多，但它的椭圆轨迹难以调整；而非谐振式装 置尽管工作频率不高，但频率范围、椭圆轨迹一般可调整，占有了部分份额；单激励源式装 置具有简化换能器结构、简化功率电源，提高工作稳定性、降低成本等显著优点，但现有单 激励源装置产生的椭圆轨迹一般很扁，短轴不到长轴20%，尚未充分发挥椭圆切削的优势； 而多激励源式装置虽然结构复杂、设计制作繁琐，但因为椭圆的长、短轴独立激励产生，长、短轴比例合理，尚不能被单激励源装置取代。

发明内容
针对上述问题，本发明目的是提出一种轨迹可调整的谐振式、单激励源椭圆超声 振动辅助切削装置。它具有谐振式、单激励源式切削装置的固有优势；同时，它还能实现椭 圆轨迹可调整、椭圆轨迹长短轴比例合理，也兼顾了非谐振式、多激励源装置的优点。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅 助切削装置，它包括换能器、变幅杆、刀具三部分，所述换能器由一后盖板、一带有绝缘套 皮的预紧螺栓、一半圆环形垫片、两半圆环形压电陶瓷片、三半圆环形电极片、一前盖板组 成，自所述前盖板顶面中心沿轴向开设有上连接螺纹孔，且在所述前盖板上端设置有半圆 环形上凸台，所述前盖板中间部位设置有法兰盘，在所述前盖板的下端、与所述上凸台相同 的一侧设置有悬链线式变幅结构，所述悬链线式变幅结构的下截面圆直径为上截面圆的 0. 55 0. 65，自所述前盖板底面中心沿轴向开设有下连接螺纹孔，所述上连接螺纹孔和下 连接螺纹孔的中心线偏离，且所述下连接螺纹孔中心线的延长线与所述半圆环形电极片圆 心至弧顶的连线相交；所述前盖板通过所述预紧螺栓连接在后盖板的下部，在所述前盖板 上凸台与后盖板之间夹设有所述垫片；所述两半圆环形压电陶瓷片和三半圆环形电极片沿 后盖板轴向间隔设置在后盖板下方、与所述上凸台对应的低台处，其中两半圆环形压电陶 瓷片沿轴向极化，且极化方向相反，三半圆环形电极片间采用并联电路，中间的一电极片接 正极，其余两个接负极，三半圆环形电极片的接线柱都设置在半圆环形电极片的弧顶处；所 述变幅杆为一等截面圆柱体结构，在所述圆柱体顶部开设有螺柱螺纹孔、底部开设有U型 平底槽，所述变幅杆通过螺柱/垫片组合连接到前盖板的底部，所述变幅杆的U型平底槽中 安装所述刀具。所述压电陶瓷片最佳厚为5mm，所述电极片最佳厚为0. 2mm。所述变幅杆截面圆与所述前盖板的底面圆直径相等。所述螺柱/垫片组合采用梯形螺纹，配做若干组总长相等、零件长度不等的螺柱/ 垫片组合，不同的螺柱/垫片组合使所述刀具刀尖沿径向在0 360°范围调整不同的回转 角度。所述刀具顶面和所述变幅杆U型平底槽底面贴紧，所述刀具两侧面与所述变幅杆 U型平底槽两侧面钎焊。配做若干长度不等的所述变幅杆，使所述刀具刀尖沿变幅杆轴向处于纵向振动振 幅不同的位置。本发明由于采取以上方案，其具有以下优点1、本发明由换能器、变幅杆、刀具三 部分组成，换能器采用纵向振动夹心式压电片的基本结构；换能器中的压电陶瓷片为半圆 环状，在士90°回转角度内输出纵向振动，同时激发弯曲振动；换能器中的前盖板采用悬 链线式变幅结构，并采用偏轴式设计，进一步激发和强化弯曲振动；变幅杆为等截面圆柱 杆，和前盖板之间的相对角度可由不同的螺柱/垫片组合来调整；配做系列变幅杆，长度可 调；刀具安装于变幅杆末端，为径向偏置式安装，且偏置程度可变化。这些特征结构使得装 置可实现椭圆式切削，并且椭圆轨迹可调，长、短轴比例可调，可充分发挥椭圆切削优势。2、 本发明为谐振式椭圆切削装置，切削工作频率高于20kHz，超声加工效果更好。3、本发明换能器为单激励源驱动，夹心式压电片结构，结构相对简单，技术成熟，成本可控，工作稳定可 靠，便于工业推广应用。4、本发明装置将显著降低刀具磨损，大幅提高加工表面质量，有望 将单点金刚石超精密切削拓展至铁基材料和光学脆硬材料的加工。


图1为本发明总体外观2为本发明换能器剖面3为本发明换能器分解示意4为本发明变幅杆、刀具剖面5为本发明变幅杆、刀具分解6A 6D为本发明工作时的四种具体工作模式示意图
具体实施例方式本发明装置的原型结构采用纵向振动的夹心式压电换能器，这是一种谐振式、单 激励源的直线式振动装置。传统的纵向振动夹心式换能器为对称性回转结构，但实际工作 时，具有纵向振动、扭转振动和弯曲振动三种形式。如果换能器存在非对称回转结构，则弯 曲振动将被激发，形成纵弯复合振动，输出椭圆轨迹。基于这种原理，已有的研究提出了椭 圆切削装置，但他们的非对称回转结构主要通过刀具偏置实现，回转非对称特征不明显且 无法调整，导致弯曲振动激发不充分，输出椭圆轨迹较“扁”，且轨迹无法改变。因此，本发明在此基础上改变了原有换能器和变幅杆的结构，设置了一系列显著 的、可调整的非对称回转结构，并结合了刀具的偏置式安装方式，获得了一种新的椭圆辅助 切削装置。本发明还可根据工况需要对这些特征结构进行调整，使得输出的椭圆轨迹将具 有较合理的长、短轴比例，同时实现轨迹可调。具体地，如图1所示，本发明由换能器1、变幅杆2、刀具3三部分组成。其中，如图 2、图3所示，换能器1由后盖板11、预紧螺栓12、垫片13、压电陶瓷片14 15、电极片16 18、离轴式前盖板19组成。后盖板11材料为45钢，预紧螺栓12为40Cr钢，预紧螺栓12从后盖板11顶部穿 入将后盖板11和前盖板19连接。前盖板19材料为硬铝LY12，它为圆柱体变形结构，它的上端具有半圆环形上凸台 19A、上连接螺纹孔19B，中间部位具有法兰盘19E，下端具有下连接螺纹孔19C及悬链线式 变幅结构19D。这五个特征结构中，上连接螺纹孔19B设置在前盖板19上端中心处，下连接 螺纹孔19C设置在下端中心处，上连接螺纹孔19B和下连接螺纹孔19C的中心线均沿换能 器轴向设置，但两者不重合，偏离的距离为半圆环形凸台19A的半径与前盖板19下端面圆 半径的差值；上连接螺纹孔19B穿过凸台，因此使得上凸台19A变成半圆环形。法兰盘19E 是直接从前盖板19毛坯上加工出来的，厚4mm，其上均布6个Φ 15mm通孔，以便将装置连接 至刀架；悬链线式变幅结构19D对应设置在上凸台19A的同侧方位上，并使得前盖板19的 法兰盘19E以下的部分，由上到下逐渐变细。前盖板19与后盖板11通过预紧螺栓12连接后，在上凸台19A与后盖板11之间 夹设有半圆环形垫片13。
本发明设置两片压电陶瓷片14、15，均为半圆环形，采用发射型大功率压电陶瓷材 料PZT-8，每片厚4 6mm，最佳5mm。本发明设置三片电极片16、17、18，也均为相同的半圆 环形，采用黄铜材料，每片厚0. 1 0. 3mm，最佳0. 2mm。每一半圆形电极片的弧顶处都水平 伸出一个接线柱，分别为接线柱16A、17A、18A。压电陶瓷片14、15及电极片16、17、18沿换能器轴向间隔放置在前盖板19上、与上凸台19A对应的低台处，其中压电陶瓷片14、15间隔夹设在三片电极片16、17、18之间， 电极片16上表面与后盖板11接触，电极片18下表面与前盖板19接触。压电陶瓷片14、15 沿轴向极化，且压电陶瓷片14、15的极化方向相反。电极片16、17、18间采用并联电路，前、 后盖板处的电极片16、18接负极，压电陶瓷14、15间的电极片17接正极。组装换能器1时，先将压电陶瓷片14、15，电极片16、17、18，前、后盖板19、11的接 触面打磨光滑，然后用环氧树脂胶合，再用预紧螺栓12将各部分固定在一起并拧紧。预紧 螺栓12与压电陶瓷片14、15，电极片16、17、18接触的长度部分需要套绝缘套皮。换能器1的非对称回转结构特点是若以上连接螺纹孔19B的中心线为轴线，定义 各电极片接线柱所处的回转角度为0°，则半圆环形压电陶瓷片14、15及电极片16、17、18 分布在士90°的范围内，而前盖板19中的悬链线式变幅结构19D的下端面圆心所处的回转 角度也为0°，即下连接螺纹孔19C中心线的延长线与半圆环形电极片圆心至弧顶的连线 相交。如图4、图5所示，变幅杆2为等截面圆柱体结构，材料为45钢，它具有等截面圆 柱体2B，圆柱体上端螺柱螺纹孔2A、圆柱体下端U型平底槽2C三个特征结构。变幅杆2的 上端螺柱螺纹孔2A与前盖板19的下连接螺纹孔19C相同，通过螺柱21将换能器1与变幅 杆2连接；变幅杆2截面圆与前盖板19悬链线式变幅结构19D的下端面圆直径相等，安装 时重合；刀具3装入变幅杆2下端的U型平底槽2C内。变幅杆2可以做若干个备用，用于不同的加工场合，但这些变幅杆2的结构特征相 同，只是长度互不相等而已。组装变幅杆2时，将螺柱21和平垫片22组合在一起，连接到前盖板19的下连接螺 纹孔19C和变幅杆2的上端螺柱螺纹孔2A中，使圆柱杆体2B的上端面与前盖板19悬链线 式变幅结构19D的下端面接合，安装前，各接触面需研磨光滑。螺柱21采用梯形螺纹。配 做若干总长相等、而零件长度不等的螺柱21和平垫片22的组合，通过螺纹连接的变换使得 变幅杆2和前盖板19之间的相对旋转角度可变化，以调整变幅杆末端刀尖角度，使其与电 极片接线柱在0 360°范围内呈现不同的回转夹角。刀具3，刀体为长方体状，刀体材料为45钢；尖端为船头形状，并镶焊有刀片31，刀 片材料为人造单晶金刚石(用于粗加工)或天然单晶金刚石(用于精加工)。组装刀具3时，刀具3装入变幅杆2下端的U型平底槽2C内，刀体上侧面和U型 平底槽的上底面贴紧，将刀具3沿变幅杆2径向移动至合适位置后，再将刀体的两侧面3A 和U型平底槽2C的内侧面钎焊固接，钎焊材料采用镉基软钎料，以方便刀具拆卸，有利于调 整刀具径向偏置距离和更换刀具。在制作和装配本发明过程中，需要注意三点(1)各零件轴向尺寸应尽量准确，误 差一般需控制在士0. 05mm内，加工前盖板变幅结构时需采用高精度数控机床以保证悬链 线的准确性；(2)换能器各零件之间、换能器与变幅杆之间的接触面，需要研磨光滑并紧固连接，以避免成为振动面，带来损耗发热；(3)换能器安装时，先压紧压电陶瓷片、电极片与 前后盖板，再拧入预紧螺栓，预紧力约在800 2000N/cm2，同时使螺栓尽可能与各零件横截
面垂直。本发明的整体结构特征在于(1)装置由换能器1、变幅杆2、刀具3组成，换能器 1采用纵向振动夹心式压电片的基本结构；(2)换能器中压电陶瓷片14、15为半圆环状，在 士90°回转角度内输出纵向振动，同时激发弯曲振动；(3)前盖板19采用悬链线式变幅结 构，并采用偏轴式设计(上连接螺纹孔与下连接螺纹孔不同轴)，进一步激发和强化弯曲振 动；(4)变幅杆2为等截面圆柱杆，和前盖板19之间的相对角度可由不同的螺柱21和平垫 片22组合来调整；(5)配做系列变幅杆，结构特征相同，但轴向(即纵向)长度不等，以适应 不同的加工场合；(6)刀具3安装于变幅杆2末端，为径向偏置式安装，且偏置程度可调整。在具体制作过程中，本发明装置采用解析方法设计、数值方法校核。首先设计径向尺寸(1)根据切削需求，确定超声切削工作频率的大致范围和最大切削功率，一般地， 切削谐振频率可在20kHz 40kHz的范围内选取，最大切削功率30W 50W可满足超精切 削要求；(2)根据工作频率和最大切削功率，同时将压电陶瓷片14、15(ΡΖΤ_8)功率容量确 定在3 4cm7kHz，即可求出所需压电陶瓷片的体积；(3)考虑制作工艺性因素，并圆整数据，可求出半圆环形压电陶瓷片14、15内径、 外径尺寸；(4)由压电陶瓷片14、15内径尺寸，相应求出预紧螺栓12、后盖板螺栓孔IlA(如 图3所示)、前盖板19上连接螺纹孔19B的直径；(5)由压电陶瓷片14、15外径尺寸，相应求出后盖板11、前盖板19悬链线式变幅 结构19D上下截面、法兰盘19E、变幅杆2的直径。其次设计轴向尺寸将换能器2按照半波长振子设计，并将法兰盘19E厚度的中间位置设计为位移节 面，此时，从节面到后盖板19下端面可视为一个四分之一波长的夹心换能器，从节面到前 盖板19下端面可视为一个四分之一波长的悬链线变幅杆。由于工作频率已经在径向尺寸 设计中确定，且压电陶瓷片、电极片、法兰盘的厚度尺寸已给定，因此通过求解频率方程，即 可分别得到前盖板19、后盖板11的轴向长度。而变幅杆2的长度，则按照使刀具刀尖所在 截面处于振幅最大的波腹处来确定。由于本发明具有径向不对称的特征结构，上述设计可能有一定偏差。因此需要用 数值方法进行校核，采用有限元分析软件，对换能器、变幅杆、刀具的整体结构进行模态分 析，求得其纵向、弯曲振动的谐振模态，并适当调整换能器和变幅杆的尺寸参数，以使纵弯 振动的谐振频率符合要求。本发明作为功能部件安装至超精密机床。在具体安装使用时应注意装置轴向 (即纵向)沿地平面法向，通过法兰盘19E固接到刀架，并随刀架固定到机床拖板上。刀架 需定制，以使得装置沿地平面法向的位置可微调，使得装置轴线与地平面法向的夹角可调 整。加工前，微调装置的位姿，使刀尖椭圆轨迹长轴沿地平面法向，短轴沿工件表面法向，刀 具刀尖在地面法向上低于工件回转中心一个振幅长度。
本发明在辅助切削过程中，切削用量的选择基本与常规超精密切削相同。但为保 证超声切削效果，切削速度应为临界切削速度(刀尖振动时速度)的1/10 1/4，切削深度 应小于椭圆短轴长度。以Φ50πιπι Φ200πιπι工件超声辅助切削端平面为例，切削用量的范 围大致为主轴转速60rpm 200rpm，切削深度0. 5 μ m 3 μ m，横向进给速度lmm/min lOmm/min ；同时，金刚石刀具的切削刃钝圆半径应控制在20nm 50nm，切削过程中采用油 雾润滑，并最好对换能器吹风冷却。本发明在辅助切削的实施过程中，具有以下四种具体的工作模式， 如附图6所示。(1)工作处于标准椭圆模式。本工作模式如图6A所示，此时装置结构特点为刀 尖处于振动位移最大的波腹处，变幅杆为标准长度(刀尖轴向处于波腹位置时，变幅杆的 长度为标准长度)；刀具刀尖与电极片接线柱呈180°回转角度(定义电极片接线柱为0° 回转角度)；刀具径向上伸出U型平底槽的长度占总长度的30% 40%。此时，装置输出 椭圆轨迹特点为椭圆长轴约6μπι ΙΟμπι，椭圆短轴长度约长轴的30%到50%。(2)工作处于近圆椭圆模式。本工作模式如图6Β所示，此时装置结构特点为刀尖 仍位于振动波腹处，并位于180°回转角度；但刀具径向上伸出U型平底槽的长度占总长的 40% 60%。此时，由于刀具径向偏置加大，椭圆将变“胖”。椭圆轨迹的长轴仍为6μπι 10 μ m，而短轴将增长至长轴的50% 65%左右。(3)工作处于扁椭圆模式。本工作模式如图6C所示，此时装置结构特点为刀尖 仍位于振动波腹处，刀具径向上伸出U型平底槽30% 40% ；但刀具刀尖的回转角度改变 至0° (与电极片接线柱同方向)。此时，回转非对称特征削弱，椭圆将变扁。输出椭圆轨 迹特点为长轴约6μπι ΙΟμπι，椭圆短轴长度小于长轴的30%。这种情况适合小切削深 度的加工。(4)工作处于小椭圆模式。本工作模式如图6D所示，此时装置结构特点为选用 短的变幅杆，使刀尖处于波腹偏上方处，与电极片接线柱呈180°回转角度；其余结构同 标准椭圆模式。此时，输出椭圆轨迹的长、短轴比例同标准椭圆，但整体上缩小，其长轴约 4 μ m 6 μ m。上述四种具体工作模式，均工作于装置的谐振频率，由于结构略有不同，谐振频率 将有所变化，但改变不会太大。上述四种工作模式，均设定为工作在激励电源最大功率时 的状态，是通过变化特征结构来产生椭圆轨迹改变，不同于调整电源功率导致的轨迹变化 (调整功率也可缩小/放大椭圆，但功率将过低或失稳，无法用于实际加工)。需要指出的是，上述四种工作模式并不是一成不变的，可灵活选择至中间模式或 复合模式，如使椭圆轨迹同时具有小椭圆、近圆椭圆的特征。这一方面便于获得灵活多样的 椭圆轨迹，以适应不同的工件材料和切削参数；另一方面，可通过实测椭圆轨迹，调整、反求 装置的回转非对称特征结构，以试凑符合特定要求的椭圆轨迹，这将大幅降低装置设计的 难度。总之，本发明为单激励源驱动，工作于谐振状态，在输出纵向振动的同时激发弯曲振 动，合成椭圆轨迹。通过强化换能器、变幅杆和刀具的回转非对称特征结构，实现合理的椭 圆轨迹长、短轴比例；通过调整换能器、变幅杆和刀具的回转非对称特征结构，实现椭圆轨 迹的可调整。
权利要求
一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，它包括换能器、变幅杆、刀具三部分；其特征在于所述换能器由一后盖板、一带有绝缘套皮的预紧螺栓、一半圆环形垫片、两半圆环形压电陶瓷片、三半圆环形电极片、一前盖板组成，自所述前盖板顶面中心沿轴向开设有上连接螺纹孔，且在所述前盖板上端设置有半圆环形上凸台，所述前盖板中间部位设置有法兰盘，在所述前盖板的下端、与所述上凸台相同的一侧设置有悬链线式变幅结构，所述悬链线式变幅结构的下截面圆直径为上截面圆的0.55～0.65，自所述前盖板底面中心沿轴向开设有下连接螺纹孔，所述上连接螺纹孔和下连接螺纹孔的中心线偏离，且所述下连接螺纹孔中心线的延长线与所述半圆环形电极片圆心至弧顶的连线相交；所述前盖板通过所述预紧螺栓连接在后盖板的下部，在所述前盖板上凸台与后盖板之间夹设有所述垫片；所述两半圆环形压电陶瓷片和三半圆环形电极片沿后盖板轴向间隔设置在后盖板下方、与所述上凸台对应的低台处，其中两半圆环形压电陶瓷片沿轴向极化，且极化方向相反，三半圆环形电极片间采用并联电路，中间的一电极片接正极，其余两个接负极，三半圆环形电极片的接线柱都设置在半圆环形电极片的弧顶处；所述变幅杆为一等截面圆柱体结构，在所述圆柱体顶部开设有螺柱螺纹孔、底部开设有U型平底槽，所述变幅杆通过螺柱/垫片组合连接到前盖板的底部，所述变幅杆的U型平底槽中安装所述刀具。
2.根据权利要求1所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于所述压电陶瓷片厚为5mm，所述电极片厚为0. 2mm。
3.根据权利要求1所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于所述变幅杆截面圆与所述前盖板的底面圆直径相等。
4.根据权利要求2所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于所述变幅杆截面圆与所述前盖板的底面圆直径相等。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装 置，其特征在于所述螺柱/垫片组合采用梯形螺纹，配做若干组总长相等、零件长度不等 的螺柱/垫片组合，不同的螺柱/垫片组合使所述刀具刀尖沿径向在0 360°范围调整不 同的回转角度。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装 置，其特征在于所述刀具顶面和所述变幅杆U型平底槽底面贴紧，所述刀具两侧面与所述 变幅杆U型平底槽两侧面钎焊。
7.根据权利要求5所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于所述刀具顶面和所述变幅杆U型平底槽底面贴紧，所述刀具两侧面与所述变幅杆U型平 底槽两侧面钎焊。
8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削 装置，其特征在于配做若干长度不等的所述变幅杆，使所述刀具刀尖沿变幅杆轴向处于纵 向振动振幅不同的位置。
9.根据权利要求5所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于配做若干长度不等的所述变幅杆，使所述刀具刀尖沿变幅杆轴向处于纵向振动振幅不 同的位置。
10.根据权利要求6所述的一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，其特征在 于配做若干长度不等的所述变幅杆，使所述刀具刀尖沿变幅杆轴向处于纵向振动振幅不 同的位置。
全文摘要
本发明涉及一种轨迹可调整的椭圆超声振动辅助切削装置，由换能器、变幅杆、刀具组成。换能器采用纵向振动夹心式压电片的基本结构，具有半圆环形压电陶瓷片和电极片的间隔叠加结构，偏轴式悬链线变幅结构等回转非对称特征结构，在输出纵向振动的同时激发、强化弯曲振动。变幅杆为等截面圆柱杆，和前盖板之间相对角度可调。刀具在变幅杆末端径向偏置安装，且偏置程度可作调整。本发明工作频率高于20kHz，可较好达到超声加工效果；椭圆切削轨迹长、短轴比例合理，可充分发挥椭圆切削优势；椭圆轨迹可做调整，可更好地适应不同加工材料、不同切削用量的加工，有望将单点金刚石超精密切削拓展至铁基材料和光学脆硬材料的加工。
文档编号B23Q5/22GK101804575SQ201010120649
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者李勇, 谢晓丹 申请人:清华大学