一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，包括傳動軸、換能器和變幅桿，所述傳動軸的一端與所述后匹配塊的前端連接，所述換能器設(shè)置在所述前匹配塊和后匹配塊之間形成的匹配槽內(nèi)，所述換能器外接有電極，所述前匹配塊的后端與所述變幅桿的一端連接，所述變幅桿的另一端設(shè)置有彈性卡爪，所述彈性卡爪上設(shè)置有圓套。本實用新型能通過利用超聲振動使拉模在冷拔過程中的超聲波振動，加大每個拉拔道次的減面率，并減少軸體振動現(xiàn)象和表面凹點，同時消除軸體加工后金屬內(nèi)部的應(yīng)力，提高冷拔軸的加工精度和表面光滑度，具有優(yōu)良的工藝效果。
【專利說明】一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種冷拔軸加工設(shè)備，尤其涉及到一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸。
【背景技術(shù)】
[0002]冷拔軸生產(chǎn)技術(shù)其加工原理是將坯料在外力的作用下，使其發(fā)生塑性變形，達(dá)到所需尺寸和精度，實現(xiàn)加工目的，但也存在一些缺陷，表現(xiàn)在冷拔過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力(簡稱殘余應(yīng)力)，容易出現(xiàn)劃道、抖紋、抖紋、開裂(縱裂)、麻點、拉拔斷裂等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。如冷拔軸產(chǎn)品對外徑尺寸精度(公差范圍)、外表面光潔度、圓度具有嚴(yán)格的要求，普通的加工工藝中無法消除軸體加工后金屬內(nèi)部的應(yīng)力，軸體振動和表面凹點現(xiàn)象較多，無法很好的控制產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種消除金屬內(nèi)部的應(yīng)力，并減少軸體振動現(xiàn)象和表面凹點，的用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0005]本實用新型包括傳動軸、換能器和變幅桿，所述傳動軸的一端與所述后匹配塊的前端連接，所述換能器設(shè)置在所述前匹配塊和后匹配塊之間形成的匹配槽內(nèi)，所述換能器外接有電極，所述前匹配塊的后端與所述變幅桿的一端連接，所述變幅桿的另一端設(shè)置有彈性卡爪，所述彈性卡爪上設(shè)置有圓套。鉆夾頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，容易破壞主軸系統(tǒng)諧振狀態(tài)，導(dǎo)致鉆頭振幅大幅度減小。所以在變幅桿末端設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單的彈性夾頭，彈性夾頭帶有四個彈性卡爪，用于裝夾鉆頭。
[0006]具體地，所述傳動軸上設(shè)置有鍵槽，能夠與鉆床皮帶輪作滑動配合，以便帶動主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)。
[0007]進(jìn)一步地，所述換能器為夾芯式壓電陶瓷換能器，換能器功率較小，發(fā)熱量相對較少，可不設(shè)專門的冷卻系統(tǒng)。
[0008]具體地，所述變幅桿上設(shè)置有集電環(huán)，用于傳送換能器工作所需的電流。
[0009]進(jìn)一步地，所述電極為鋁片電極或銅片電極，為滿足連接導(dǎo)線的需要，其厚度可取3 ?5mm0
[0010]本實用新型的有益效果在于:
[0011]本實用新型能通過利用超聲振動使拉模在冷拔過程中的超聲波振動，加大每個拉拔道次的減面率,并減少軸體振動現(xiàn)象和表面凹點，同時消除軸體加工后金屬內(nèi)部的應(yīng)力，提高冷拔軸的加工精度和表面光滑度，具有優(yōu)良的工藝效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖中:1-傳動軸，2-后匹配塊，3-換能器，4-變幅桿，5-彈性卡爪，6_鍵槽，7_匹配槽，8-電極，9-前匹配塊，10-集電環(huán)，11-圓套。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]如圖1所示，本實用新型包括傳動軸1、換能器3和變幅桿4，傳動軸I的一端與后匹配塊2的前端連接，換能器3設(shè)置在前匹配塊9和后匹配塊2之間的形成的匹配槽7內(nèi)，換能器3外接有電極8，前匹配塊9的后端與變幅桿4的一端連接，變幅桿4的另一端設(shè)置有彈性卡爪5，彈性卡爪5上設(shè)置有圓套11。前匹配塊9與變幅桿4可做成一體。普通鉆夾頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量較大，容易破壞主軸系統(tǒng)諧振狀態(tài)，導(dǎo)致鉆頭振幅大幅度減小。所以在變幅桿末端設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單的彈性夾頭，彈性夾頭帶有四個彈性卡爪5，用于裝夾鉆頭。
[0016]如圖1所示，傳動軸I上設(shè)置有鍵槽6，與鉆床皮帶輪作滑動配合，以便帶動主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)，換能器3為夾芯式壓電陶瓷換能器，可用于微小孔加工的超聲波換能器功率較小，發(fā)熱量相對較少，可不設(shè)專門的冷卻系統(tǒng)。變幅桿4上設(shè)置有集電環(huán)10，電極8為鋁片電極或銅片電極。為滿足連接導(dǎo)線的需要，其厚度可取3?5mm。
[0017]把超聲頻變化的電壓加在換能器3的電極8上，其厚度將隨電壓的變化而變化，于是產(chǎn)生了縱向超聲波振動，該縱向振動波將向前后兩個方向傳播。當(dāng)傳播波的介質(zhì)改變時，在界面上將發(fā)生波的折射和反射，反射量的比率取決于兩種介質(zhì)的密度比，密度比越大，反射量越多。由于鋼與空氣的密度比非常大，可以認(rèn)為傳播到主軸兩端的波全部被反射回來。反射波因半波損失比入射波晚了半個周期，它與從換能器3直接發(fā)出的波相疊加，在有的截面上振幅增大，在有的截面上振幅減小，某些截面上振幅則恒為零，形成駐波傳導(dǎo)。若換能器3、變幅桿4等組成的系統(tǒng)恰好是聲波1/2波長的整數(shù)倍，不考慮介質(zhì)的結(jié)構(gòu)阻尼和表面聲波輻射的話，聲波在等截面彈性介質(zhì)中傳播時振幅和頻率不變，當(dāng)振動波由截面較大的一端向截面較小的一端傳遞時，振幅將有所增大，所以變幅桿4在諧振或接近于諧振狀態(tài)時具有變幅功能，為了不破壞主軸系統(tǒng)的諧振狀態(tài)，應(yīng)將固定主軸用的軸承安置在波節(jié)(即振幅恒等于零的駐點)處，而將鉆頭安裝在波腹(振幅最大點)處，以便使鉆頭獲得較大的振幅。
[0018]為獲得較大的振動功率和振動幅值，應(yīng)盡可能利用套筒內(nèi)孔空間，換能器3選用直徑較大的夾芯式壓電陶瓷換能器。前匹配塊9和后匹配塊2形成的匹配槽7的直徑可與壓電陶瓷換能器的直徑相同，為了連接電線方便，電極直徑可比壓電陶瓷片直徑大8?10mm。主軸系統(tǒng)處于諧振狀態(tài)時鉆頭處得到的振幅最大，這時主軸總長度應(yīng)為半波長的整數(shù)倍，主軸各部分的長度亦應(yīng)根據(jù)各自的波長來確定。
[0019]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，其特征在于:包括傳動軸(I)、換能器(3)和變幅桿(4)，傳動軸(I)的一端與后匹配塊(2)的前端連接，換能器(3)設(shè)置在前匹配塊(9)和后匹配塊(2)之間的形成的匹配槽(7)內(nèi)，換能器(3)外接有電極(8)，前匹配塊(9)的后端與變幅桿(4)的一端連接,變幅桿(4)的另一端設(shè)置有彈性卡爪(5),彈性卡爪(5)上設(shè)置有圓套(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，其特征在于:所述傳動軸(I)上設(shè)置有鍵槽(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，其特征在于:所述換能器(3)為夾芯式壓電陶瓷換能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，其特征在于:所述變幅桿(4)上設(shè)置有集電環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于冷拔軸加工的超聲波振動鉆床主軸，其特征在于:所述電極(8)為鋁片電極或銅片電極。
【文檔編號】B23B19/02GK203426455SQ201320278434
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】張猛, 張寧 申請人:石嘴山市宏天工貿(mào)實業(yè)有限公司