一種超聲波加工刀具頭及其應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波加工刀具頭及其應用，屬于超聲波加工刀具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波加工刀具頭通常安裝在超聲波金屬表面加工裝置上，在超聲波的振動下對工件表面進行超聲波加工，以降低工件表面的粗糙度值?，F(xiàn)有文獻中有多種超聲波金屬表面加工裝置，如CN1690231公開的《超聲波金屬表面加工裝置》，其上設(shè)有變幅桿，通過變幅桿帶動刀頭振動，對工件進行超聲波加工。應用于超聲波金屬表面加工的刀具頭通常包括刀具座和刀頭，刀頭固定安裝在刀具座內(nèi)。目前有各種結(jié)構(gòu)形式的超聲波刀頭，如中國專利文獻CN200946158公開的《滾珠式刀頭》、CN201357237公開的《圓柱式超聲波加工刀頭》和CN201357303公開的《圓珠式超聲波加工刀頭》，雖然這些刀頭的形式各樣，但是這些刀頭可加工的作業(yè)面較少，有的刀頭只能加工一個作業(yè)面，無法滿足具有復雜作業(yè)表面的工件，因此，亟需設(shè)計一種能夠加工多種作業(yè)面的刀頭，以提高加工效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超聲波加工刀具頭。
[0004]本發(fā)明還提供上述一種超聲波加工刀具頭的使用方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種超聲波加工刀具頭，包括工具座及設(shè)置在工具座上的工具頭，所述工具頭嵌入設(shè)置在工具座的前端，工具座內(nèi)設(shè)有連接工具頭的內(nèi)孔，所述工具頭的外圓面包括小圓弧面和兩側(cè)大圓弧面，所述小圓弧面與兩側(cè)大圓弧面圓滑過渡連接。
[0007]優(yōu)選的，所述工具頭的軸線與工具座的內(nèi)孔軸線夾角大于0度小于90度。
[0008]進一步優(yōu)選的，所述工具頭的軸線與工具座的內(nèi)孔軸線夾角為45度。
[0009]優(yōu)選的，所述刀具頭還包括定位塊，所述工具頭嵌入設(shè)置在工具座的前端并通過定位塊固定。
[0010]優(yōu)選的，所述小圓弧面的半徑為0.5_2mm，所述大圓弧面的半徑為10-100mm。
[0011]—種超聲波加工刀具頭的使用方法，包括以下步驟，
[0012](1)將超聲波加工刀具頭安裝在超聲波金屬表面加工刀具上，使超聲波金屬表面加工刀具的變幅桿前端穿入工具座的內(nèi)孔與工具頭接觸；
[0013](2)調(diào)整超聲波金屬表面加工刀具上的彈力機構(gòu)使刀具頭施加在待加工工件表面的法向力符合預設(shè)要求；
[0014](3)將工具頭的前部貼合待加工工件的作業(yè)面，超聲波金屬表面加工刀具啟動后，變幅桿對工具頭高頻振動，移動超聲波金屬表面加工刀具或工件即可實現(xiàn)對待加工工件作業(yè)面的超聲波加工。
[0015]優(yōu)選的，步驟(1)中，所述超聲波金屬表面加工刀具包括固定套、滑套、變幅桿和換能器，滑套設(shè)置在固定套內(nèi)，滑套與固定套通過支點銷連接，變幅桿和換能器設(shè)置在滑套中，換能器連接在變幅桿的后端，變幅桿前部伸出滑套，固定套后部設(shè)置有作用在滑套上的多個彈力機構(gòu)。該超聲波金屬表面加工刀具的詳細結(jié)構(gòu)請參見申請?zhí)枮?015107072895的專利申請，此設(shè)計的好處在于，利用該該超聲波金屬表面加工刀具固定套后部的多個彈力機構(gòu)來調(diào)節(jié)工具頭不同方向上的法向力，配合本申請中工具頭前端獨特的結(jié)構(gòu)可作用于待加工工件的不同表面，相比現(xiàn)有的刀具頭，其具有明顯優(yōu)勢，實現(xiàn)了一個刀具頭加工多個表面的作用，在加工復雜表面的工件時，無需頻繁更換刀具頭，提高了加工效率。
[0016]使用時，將超聲波金屬表面加工裝置上的變幅桿前端與工具頭接觸，將工具頭的前部伸入內(nèi)孔或溝槽中或貼合軸類零件的圓柱面，啟動超聲波金屬表面加工裝置，變幅桿對工具頭高頻振動，移動超聲波金屬表面加工裝置或工件即可實現(xiàn)整個內(nèi)孔或溝槽側(cè)面的超聲波加工。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018]1.本發(fā)明中工具頭的外圓面呈多弧面圓滑過渡連接結(jié)構(gòu)，能夠與內(nèi)孔或溝槽的側(cè)面及根部相貼合，特別是與內(nèi)孔臺階端面、軸類零件的圓柱面都可以進行貼合加工，相比傳統(tǒng)的刀具頭，實現(xiàn)了一個刀具頭加工多個表面的作用，在加工復雜表面的工件時，無需頻繁更換刀具頭，降低了成本，提高了加工效率，進而達到最佳加工效果。
[0019]2.由于本發(fā)明中工具頭的外圓面呈多弧面圓滑過渡連接結(jié)構(gòu)，其能夠與待加工面垂直接觸，致使工具頭施加在工件表面上的力為垂直作用力，大大提高了加工效率，加工效果更好，同時工具頭的R弧更大，加工效率高，效果好。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明超聲波加工刀具頭的剖面圖；
[0021]圖2為圖1中A部分的放大圖；
[0022]圖3為本發(fā)明超聲波加工刀具頭的立體圖；
[0023]圖4為本發(fā)明超聲波加工刀具頭的立體圖；
[0024]圖5為本發(fā)明超聲波加工刀具頭的立體圖；
[0025]圖6為本發(fā)明超聲波加工刀具頭的立體圖；
[0026]圖7為本發(fā)明刀具頭加工軸類工件外圓的示意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明刀具頭加工軸類工件端面的示意圖；
[0028]圖9為本發(fā)明刀具頭加工軸類工件R弧的示意圖；
[0029]圖10為本發(fā)明刀具頭加工內(nèi)孔側(cè)面的示意圖；
[0030]圖11為本發(fā)明刀具頭加工內(nèi)孔底面的示意圖；
[0031]其中:1、工具座；2、工具頭；201、小圓弧面；202、大圓弧面；203、大圓弧面；3、定位塊；4、調(diào)節(jié)螺釘；5、內(nèi)孔。
【具體實施方式】
[0032]下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0033]實施例1:
[0034]如圖1至圖6所示，一種超聲波加工刀具頭，包括包括工具座1及設(shè)置在工具座上的工具頭2、定位塊3和調(diào)節(jié)螺釘4，工具座1的前端加工有一個工具頭安裝孔，工具座1內(nèi)設(shè)有一個容納超聲波金屬表面加工裝置中變幅桿的內(nèi)孔5，工具頭安裝孔與其內(nèi)孔5相通，工具頭2通過定位塊3安裝在工具頭安裝孔中，并通過調(diào)節(jié)螺釘4固定，工具頭2的外圓面包括小圓弧面201和兩側(cè)大圓弧面202、203，小圓弧面201與兩側(cè)大圓弧面202、203圓滑過渡連接，工具頭2的軸線與工具座的內(nèi)孔5軸線夾角大于0度小于90度，本實施例中工具頭2的軸線與工具座的內(nèi)孔5軸線夾角為45度，小圓弧面的半徑為0.5mm，大圓弧面的半徑為 10mmη
[0035]本實施例提供的超聲波加工刀具頭不僅可以加工內(nèi)孔或溝槽的側(cè)面及根部，同時也可以加工內(nèi)孔的臺階端面和軸類零件的圓柱面，具體包括外圓柱面、圓錐面、端面、外圓柱面和端面間的R弧、內(nèi)孔及端面、內(nèi)孔和端面間的R弧面，且可加工到臺階軸的根部，如圖7至圖11所示的加工示意圖。而傳統(tǒng)的加工刀具頭存在加工效率低，且不能加工到臺階軸的根部的問題，本發(fā)明刀具頭的R弧更大，加工效率高、效果好，在不用更換刀具頭的情況下，可以加工更多的作業(yè)面，大大提高了加工效率。
[0036]實施例2:
[0037]—種超聲波加工刀具頭，結(jié)構(gòu)如實施例1所述，其不同之處在于:小圓弧面的半徑為2mm，所述大圓弧面的半徑為100mm。
[0038]實施例3:
[0039]本實施例提供一種如實施例1所述的超聲波加工刀具頭的使用方法，包括以下步驟，
[0040](1)將實施例1中的超聲波加工刀具頭安裝在申請?zhí)枮?015107072895的超聲波金屬表面加工刀具上，使超聲波金屬表面加工刀具的變幅桿前端穿入工具座1的內(nèi)孔5與工具頭2接觸；
[0041](2)調(diào)整超聲波金屬表面加工刀具上的彈力機構(gòu)使刀具頭施加在待加工工件表面的法向力符合預設(shè)要求；
[0042](3)將工具頭2的前部貼合待加工工件的作業(yè)面，超聲波金屬表面加工刀具啟動后，變幅桿對工具頭2高頻振動，移動超聲波金屬表面加工刀具或工件即可實現(xiàn)對待加工工件作業(yè)面的超聲波加工。
[0043]其中，本實施例所用到的超聲波金屬表面加工刀具包括固定套、滑套、變幅桿和換能器，滑套設(shè)置在固定套內(nèi)，滑套與固定套通過支點銷連接，變幅桿和換能器設(shè)置在滑套中，換能器連接在變幅桿的后端，變幅桿前部伸出滑套，固定套后部設(shè)置有作用在滑套上的多個彈力機構(gòu)。該超聲波金屬表面加工刀具的詳細結(jié)構(gòu)請參見申請?zhí)枮?015107072895的專利申請。利用該超聲波金屬表面加工刀具固定套后部的多個彈力機構(gòu)來調(diào)節(jié)工具頭不同方向上的法向力，配合本申請中工具頭前端獨特的結(jié)構(gòu)可作用于待加工工件的不同表面，使工具頭作用在待加工表面上的力為垂直作用力，相比現(xiàn)有的刀具頭，其具有明顯優(yōu)勢，實現(xiàn)了一個刀具頭加工多個表面的作用，在加工復雜表面的工件時，無需頻繁更換刀具頭，提高了加工效率。
【主權(quán)項】
1.一種超聲波加工刀具頭，包括工具座及設(shè)置在工具座上的工具頭，其特征在于，所述工具頭嵌入設(shè)置在工具座的前端，工具座內(nèi)設(shè)有連接工具頭的內(nèi)孔，所述工具頭的外圓面包括小圓弧面和兩側(cè)大圓弧面，所述小圓弧面與兩側(cè)大圓弧面圓滑過渡連接。2.如權(quán)利要求1所述的超聲波加工刀具頭，其特征在于，所述工具頭的軸線與工具座的內(nèi)孔軸線夾角大于O度小于90度。3.如權(quán)利要求2所述的超聲波加工刀具頭，其特征在于，所述工具頭的軸線與工具座的內(nèi)孔軸線夾角為45度。4.如權(quán)利要求1所述的超聲波加工刀具頭，其特征在于，所述刀具頭還包括定位塊，所述工具頭嵌入設(shè)置在工具座的前端并通過定位塊固定。5.如權(quán)利要求1所述的超聲波加工刀具頭，其特征在于，所述小圓弧面的半徑為0.5_2mm，所述大圓弧面的半徑為10-100mm。6.一種如權(quán)利要求1-5任一項所述的超聲波加工刀具頭的使用方法，包括以下步驟， (1)將超聲波加工刀具頭安裝在超聲波金屬表面加工刀具上，使超聲波金屬表面加工刀具的變幅桿前端穿入工具座的內(nèi)孔與工具頭接觸； (2)調(diào)整超聲波金屬表面加工刀具上的彈力機構(gòu)使刀具頭施加在待加工工件表面的法向力符合預設(shè)要求； (3)將工具頭的前部貼合待加工工件的作業(yè)面，超聲波金屬表面加工刀具啟動后，變幅桿對工具頭高頻振動，移動超聲波金屬表面加工刀具或工件即可實現(xiàn)對待加工工件作業(yè)面的超聲波加工。7.如權(quán)利要求6所述的超聲波加工刀具頭的使用方法，其特征在于，步驟(I)中，所述超聲波金屬表面加工刀具包括固定套、滑套、變幅桿和換能器，滑套設(shè)置在固定套內(nèi)，滑套與固定套通過支點銷連接，變幅桿和換能器設(shè)置在滑套中，換能器連接在變幅桿的后端，變幅桿前部伸出滑套，固定套后部設(shè)置有作用在滑套上的多個彈力機構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波加工刀具頭及其應用，包括工具座及設(shè)置在工具座上的工具頭，所述工具頭嵌入設(shè)置在工具座的前端并通過定位塊固定，工具座內(nèi)設(shè)有連接工具頭的內(nèi)孔，所述工具頭的外圓面包括小圓弧面和兩側(cè)大圓弧面，所述小圓弧面與兩側(cè)大圓弧面圓滑過渡連接。本發(fā)明通過改進工具頭前部的形狀，使其呈多弧面圓滑過渡連接結(jié)構(gòu)，能夠與內(nèi)孔或溝槽的側(cè)面及根部相貼合，特別是與內(nèi)孔臺階端面、軸類零件的圓柱面都可以進行貼合加工，在不用更換刀具頭的情況下，可以加工更多的作業(yè)面，大大提高了加工效率，進而達到最佳加工效果。
【IPC分類】B23P9/02
【公開號】CN105234625
【申請?zhí)枴緾N201510791256
【發(fā)明人】謝祥科, 柏士增, 趙顯華, 劉秀娟, 趙志明
【申請人】山東華云機電科技有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月17日