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专利号: 2020105734149
申请人: 陕西师范大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超磁致伸缩椭圆振动车削装置,包括机床以及设置在机床上的刀架(3);其特征在于:所述超磁致伸缩椭圆振动车削装置还包括变幅杆(9)、楔形块(11)、超磁致伸缩换能器(4)以及超声波电源(8);

所述超磁致伸缩换能器(4)包括外壳(22)、振动系统以及冷却系统;所述外壳(22)固定于刀架(3)上;所述外壳(22)的一端与变幅杆(9)固定;所述外壳(22)的另一端上设置有端盖(24);所述振动系统置于外壳(22)内,所述变幅杆(9)通过楔形块(11)与振动系统相连;

所述超声波电源(8)置于外壳(22)外部且与振动系统相连;所述冷却系统置于外壳(22)上;

振动系统包括超磁致伸缩棒(19)、导磁体(17)、线圈(12)、永磁体(13)以及后盖板(14);所述线圈(12)缠绕于超磁致伸缩棒(19)上;所述超声波电源(8)与线圈(12)相连;所述超磁致伸缩棒(19)的一端依次通过永磁体(13)、导磁体(17)和楔形块(11)与变幅杆(9)相连;所述超磁致伸缩棒(19)的另一端依次通过永磁体(13)以及导磁体(17)与后盖板(14)固定;

所述楔形块(11)包括两个斜面,一个斜面与变幅杆(9)的大端面接触并通过螺杆(26)与变幅杆(9)相连;另一个斜面与导磁体(17)的端面接触。

2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩椭圆振动车削装置,其特征在于:所述超磁致伸缩椭圆振动车削装置还包括温控系统,温控系统包括温控器(7)和温度传感器(21);所述温度传感器(21)置于超磁致伸缩棒(19)的周围;所述温控器(7)置于外壳(22)外部;所述温控器(7)分别与温度传感器(21)和超声波电源(8)相连。

3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩椭圆振动车削装置,其特征在于:所述冷却系统为风冷系统或水冷系统。

4.根据权利要求3所述的超磁致伸缩椭圆振动车削装置,其特征在于:所述冷却系统为风冷系统时,风冷系统包括设置风机(29)、进气孔(28)以及出气孔(27);所述风机(29)、进气孔(28)置于端盖(24)上;所述出气孔(27)置于外壳(22)上且靠近变幅杆(9)的一端处;所述出气孔(27)至少为两个。

5.根据权利要求3所述的超磁致伸缩椭圆振动车削装置,其特征在于:所述冷却系统为水冷系统时,所述水冷系统包括进水管(25)以及与进水管(25)相连通的出水管(18),所述进水管(25)设置于端盖(24)上,所述出水管(18)设置于外壳(22)上且靠近变幅杆(9)的一端处。

6.一种如权利要求1‑5任一所述的超磁致伸缩椭圆振动车削装置的车削方法,其特征在于:所述车削方法包括:

1)待车削工件(2)固定在机床上,超磁致伸缩换能器(4)固定在刀架(3)上与变幅杆(9)的输出端与工件(2)相对,并随刀架(3)在工件(2)的长度方向和径向移动对工件(2)进行车削;

2)超磁致伸缩换能器(4)工作时,通过楔形块(11)将超磁致伸缩换能器(4)产生的单一方向的振动转换成两个方向的椭圆复合振动并通过楔形块(11)调节椭圆复合振动的频率和振幅传递给变幅杆(9),变幅杆(9)的输出端以椭圆复合振动轨迹对工件(2)进行车削;

3)通过温控系统对磁致伸缩换能器(4)内部的热量温度进行实时监测,当超磁致伸缩换能器(4)内部的温度超过设定的过载温度值时,启动温度过载保护,超磁致伸缩换能器(4)停止工作,并通过冷却系统降低超磁致伸缩换能器(4)内部温度直至室温时,超磁致伸缩换能器(4)继续工作。

7.根据权利要求6所述的超磁致伸缩椭圆振动车削方法,其特征在于:所述步骤2)中的具体过程是:楔形块(11)使得振动系统与变幅杆(9)之间有夹角,超磁致伸缩棒(19)产生单一方向的振动通过导磁体(17)和楔形块(11)转换成两个方向的复合椭圆振动传递给变幅杆(9)。

8.根据权利要求6所述的超磁致伸缩椭圆振动车削方法,其特征在于:所述步骤3)中温控系统的工作过程是:通过温度传感器(21)采集超磁致伸缩棒(19)周围的温度信号,并通过引线(20)将温度信号传递给温控器(7),对超磁致伸缩换能器(4)内的温度进行实时监测;当超磁致伸缩换能器(4)的温度超过设定的过载温度值时,温控器(7)控制超磁致伸缩换能器(4)停止工作,冷却系统对超磁致伸缩换能器(4)内部进行冷却。

9.根据权利要求6所述的超磁致伸缩椭圆振动车削方法,其特征在于:所述步骤3)中冷却系统的工作过程是,在端盖(24)处,通过风机(29)产生的流动空气在外壳(22)内向上流动或是利用冷却水在外壳(22)内向上流动,将磁致伸缩棒(19)周围的热量带出,降低超磁致伸缩换能器(4)的温度。