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专利号: 2018102376582
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置,其特征是:包括隔振平台(8)、Z向主轴系统、XY移动滑台系统、旋转超声一维振动铣削系统、超声二维振动平台(3)、抛光液密封槽(702)、超声波信号发生器(402)以及中央控制系统(401);

所述Z向主轴系统包括Z向主轴动力系统(201)、Z向主轴移动系统(202)、龙门横梁(501)以及龙门立柱(502),所述龙门立柱(502)通过螺栓固定设置在隔震平台(8)上,所述龙门横梁(501)通过螺栓固定设置在龙门立柱(502)的顶部,所述Z向主轴移动系统(202)通过螺栓固定设置在龙门横梁(501)上,所述Z向主轴动力系统(201)通过螺栓固定设置在Z向主轴移动系统(202)上;

所述XY移动滑台系统包括X轴移动平台装置基座(602)、X轴移动平台装置移动平台(605)、X轴移动平台装置伺服电机(606)、Y轴移动平台装置基座(603)、Y轴移动平台装置移动平台(604)以及Y轴移动平台装置伺服电机(601),所述X轴移动平台装置基座(602)通过螺栓固定设置在隔振平台(8)上;所述X轴移动平台装置伺服电机(606)设置在X轴移动平台装置基座(602)的侧面;所述X轴移动平台装置移动平台(605)设置在X轴移动平台装置基座(602)的上部;所述Y轴移动平台装置基座(603)固定设置在X轴移动平台装置移动平台(605)上;所述Y轴移动平台装置伺服电机(601)设置在Y轴移动平台装置基座(603)的侧面;

所述Y轴移动平台装置移动平台(604)设置在Y轴移动平台装置基座(603)的上部;

所述旋转超声一维振动铣削系统包括旋转超声一维振动刀柄(102)以及双刃端面铣刀(101),所述旋转超声一维振动刀柄(102)包括旋转超声一维振动刀柄的变幅杆(103)、旋转超声一维振动刀柄的平面安装部位(104)、数控铣床专用拉钉(105)、旋转超声一维振动刀柄的锥面安装部位(106)以及旋转超声一维振动刀柄的换能器(107),旋转超声一维振动刀柄(102)通过旋转超声一维振动刀柄的平面安装部位(104)、数控铣床专用拉钉(105)、旋转超声一维振动刀柄的锥面安装部位(106)设置在Z向主轴动力系统(201)的下部;

所述超声二维振动平台(3)通过超声二维振动平台夹持架(302)设置在隔振平台(8)上,超声二维振动平台(3)上设置有工件夹具(304)、超声二维振动平台的超声变幅杆(305)、超声二维振动平台的超声换能器(306)、超声二维振动平台的超声换能器的信号源接口(307)以及超声二维振动平台的协同控制单元(308);

所述抛光液密封槽(702)为上端开口的半封闭透明容器,设置在Y轴移动平台装置移动平台(604)的上部,密封槽(702)的内部设置有抛光液(701);

所述超声波信号发生器(402)以及中央控制系统(401)均固定设置在隔振平台(8)上部;所述中央控制系统(401)以及超声波信号发生器(402)分别与X轴移动平台装置伺服电机(606)、Y轴移动平台装置伺服电机(601)、Z向主轴动力系统(201)、Z向主轴移动系统(202)、旋转超声一维振动刀柄(102)以及超声二维振动平台(3)通过信号线连接。

2.根据权利要求1所述的旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置,其特征是:所述双刃端面铣刀(101)设置在旋转超声一维振动刀柄(102)下端的弹簧套(108)内,紧固安装。

3.根据权利要求1所述的旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置,其特征是:所述抛光液(701)磨粒成分包括金刚石抛光磨粒和氧化铈抛光磨粒。

4.根据权利要求1所述的旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置,其特征是:所述超声波信号发生器(402)同时为旋转超声一维振动刀柄(102)以及超声二维振动平台(3)输入超声波信号,信号同频率20KHz,不同相位。

5.旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工方法,其特征是:采用权利要求1所述的旋转超声三维椭圆振动浸抛光液铣削加工装置进行加工,包括以下步骤,且以下步骤顺次进行,步骤一:根据待加工工件(301)的材质,提前制备好待加工工件的形状和尺寸,选择铣刀的材质和尺寸;

步骤二:将与所述步骤一中待加工工件相匹配的的抛光液注入到抛光液密封槽(702)中,调整液面高度使其完全浸没工件;

步骤三:根据待加工工件(301)的形状,在中央控制系统(401)中输入G代码,提前计算好刀具补偿,保证加工精度;

步骤四:调整旋转超声一维振动刀柄(102)和安装工件的超声二维振动平台(3)的输入超声信号频率和相位差,在单个周期内使刀具加工路径形成一个三维椭球,实现椭圆振动加工;

步骤五:调整Z向主轴安装刀具的高度,进行Z向对刀;

步骤六:调整XY二维平台将工件移动到刀具的正下方;

步骤七:刀具与工件保持一定距离,不能发生干涉,将G代码程序模拟一遍,确保程序正确,防止发生碰撞;

步骤八:程序验证正确之后,开始正式加工,先用单步执行程序的方式开始加工,观察每一步之后的加工状态,确认无误后进行连续加工。