一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體地涉及一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，包括超聲振動(dòng)部分，還包括刀柄和刀桿，所述刀柄固連有內(nèi)套，內(nèi)套固連有變幅桿，變幅桿底端設(shè)有刀桿，刀桿上安裝有電極，刀柄、變幅桿、刀桿的軸線重合，內(nèi)套外部設(shè)有外套，外套延伸至變幅桿中段，外套與變幅桿之間形成有空腔Ⅲ，空腔Ⅲ的端部設(shè)有機(jī)械水封，變幅桿內(nèi)部設(shè)有放電介質(zhì)流通通道。本發(fā)明具有同軸度高、旋轉(zhuǎn)速度高、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體地涉及一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲振動(dòng)本質(zhì)上是一種小位移、高頻率，通常是幾微米到幾百微米、20KHZ以上的機(jī)械振動(dòng)，因其具有空化、懸浮、反射、折射、傳遞能量與信號(hào)等特性受到廣泛應(yīng)用。在電火花加工領(lǐng)域，給工件或者工具疊加超聲振動(dòng)進(jìn)行電火花加工在微細(xì)電火花加工領(lǐng)域方面已經(jīng)取得了較好的效果，證明了超聲振動(dòng)，有助于提升微細(xì)電火花加工的放電頻率，改善放電條件，促進(jìn)電蝕產(chǎn)物的排出，最終提升了加工效果與效率；在普通電火花加工方面，超聲振動(dòng)由于位移較小，對充放電產(chǎn)生的拉弧作用不大，但在提升表面粗糙度、改善電蝕產(chǎn)物的排出等方面具有積極的影響。
[0003]另一方面，電火花銑削加工技術(shù)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的新型成形電火花加工技術(shù)。這一加工技術(shù)所使用的工具電極通常為簡單棒狀或管狀，工具電極在控制系統(tǒng)的作用下相對工件做成形運(yùn)動(dòng)，可以加工出所需形狀的工件。電火花銑削加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)成形電火花加工的目的，節(jié)省了成形工具電極設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間與成本，是一種加工柔性極高的電火花加工技術(shù)。
[0004]為了進(jìn)一步提升電火花銑削加工技術(shù)的效果與速度，超聲輔助電火花銑削加工技術(shù)被提出和研究，但適宜超聲輔助電火花銑削、帶有內(nèi)沖液功能的主軸頭一直未能商品化。山東大學(xué)蘇樹朋在其博士學(xué)位論文《基于氣體介質(zhì)的電火花銑削加工技術(shù)及機(jī)理研究》中公開了一種超聲輔助電火花銑削主軸頭，如附圖5所示，包括主軸支撐系統(tǒng)、工具電極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、超聲振動(dòng)裝置和介質(zhì)輸入系統(tǒng)，其中主軸支撐系統(tǒng)主要由內(nèi)主軸17、外主軸18、角接觸軸承A12和角接觸軸承B19組成；工具電極旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由內(nèi)主軸17經(jīng)同步帶輪20通過同步帶與直流調(diào)速電極連接，實(shí)現(xiàn)主軸的高速旋轉(zhuǎn)；超聲振動(dòng)裝置主要由壓電陶瓷換能器10、變幅桿5、前配塊7和后配塊11組成；介質(zhì)輸入系統(tǒng)主要由介質(zhì)輸入管1、管接頭2、套筒6和O形密封圈3組成。該超聲輔助電火花銑削主軸頭可以實(shí)現(xiàn)電極的通液、通氣，但是存在以下問題:一是，超聲變幅桿僅依靠法蘭盤定位，同軸度難以保證；二是，變幅桿側(cè)面與中心開孔，通過上下兩個(gè)橡膠密封圈插入一個(gè)空腔，空腔靜止而變幅桿轉(zhuǎn)動(dòng)，空腔中通入壓力氣體或液體流經(jīng)變幅桿的側(cè)面與中心孔，最終從工具電極中流出，橡膠圈對變幅桿的摩擦阻力大，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速較低；三是，工具電極通過螺紋連接在變幅桿底端，需要專門制備工具電極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種同軸度高、旋轉(zhuǎn)速度高、結(jié)構(gòu)簡單的通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭。[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，包括超聲振動(dòng)部分，還包括刀柄和刀桿，所述刀柄固連有內(nèi)套，內(nèi)套固連有變幅桿，變幅桿底端設(shè)有刀桿，刀桿上安裝有電極，刀柄、變幅桿、刀桿的軸線重合，內(nèi)套外部設(shè)有外套，外套延伸至變幅桿中段，外套與變幅桿之間形成有空腔III，空腔III的端部設(shè)有機(jī)械水封，變幅桿內(nèi)部設(shè)有放電介質(zhì)流通通道。
[0007]通過在變幅桿的前端設(shè)置刀柄和內(nèi)套，在變幅桿的底端設(shè)置刀桿，并使刀柄、變幅桿和刀桿的軸線重合，即使變幅桿的旋轉(zhuǎn)中心與刀柄和刀桿的中心重合，同軸度高；在外套與變幅桿之間設(shè)置空腔III并在空腔III的端部設(shè)置機(jī)械水封，能夠降低對變幅桿的摩擦阻力，提高變幅桿的旋轉(zhuǎn)速度；同時(shí)，在變幅桿內(nèi)部設(shè)置有放電介質(zhì)流通通道，能夠?qū)崿F(xiàn)電極的通液。
[0008]優(yōu)選地，所述刀桿上設(shè)有安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)有防漏橡膠圈，電極通過夾頭和壓帽固定在安裝孔內(nèi)，變幅桿中段內(nèi)部設(shè)有水平方向的通孔，通孔中部與延伸至安裝孔的盲孔相通，所述通孔和盲孔組成放電介質(zhì)流通通道。
[0009]優(yōu)選地，所述機(jī)械水封是陶瓷石墨機(jī)械水封，陶瓷石墨機(jī)械水封包括設(shè)有橡膠內(nèi)套的石墨部分和設(shè)有碳化硅的陶瓷部分，石墨部分分別設(shè)在變幅桿頂部和變幅桿3/4超聲波波長位置處，陶瓷部分分別設(shè)在空腔III的上端部和下端部。
[0010]優(yōu)選地，所述超聲振動(dòng)部分包括后配塊、換能器和變幅桿，后配塊和換能器設(shè)在內(nèi)套內(nèi)部的空腔內(nèi)，后配塊、換能器和變幅桿通過螺栓固連，內(nèi)套外表面設(shè)有導(dǎo)電環(huán)，導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)線與換能器和變幅桿相連，外套上設(shè)有碳刷，碳刷與導(dǎo)電環(huán)相連。
[0011]更進(jìn)一步地，所述后配塊的長度是超聲波波長的1/4，變幅桿的長度是超聲波半波長的整數(shù)倍。
[0012]優(yōu)選地，所述外套外側(cè)四個(gè)不同位置處分別設(shè)有碳刷，每個(gè)位置處設(shè)置碳刷的數(shù)量是三組，碳刷與超聲電路和電火花電路連接，碳刷內(nèi)部設(shè)有高導(dǎo)電率石墨，碳刷外部設(shè)有絕緣殼體。
[0013]更進(jìn)一步地，所述換能器是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷共有六片，其中四片通過導(dǎo)線與導(dǎo)電環(huán)相連。
[0014]優(yōu)選地，所述內(nèi)套由聚碳酸酯塑料制成，外套由鋁合金制成，外套內(nèi)部設(shè)有豎向階梯孔，階梯孔上部與內(nèi)套上部形成空腔I，空腔I內(nèi)設(shè)有軸承，階梯孔中部與內(nèi)套下部及變幅桿上部形成空腔II，階梯孔下部與變幅桿中段形成空腔III，外套外側(cè)設(shè)有快速接頭，快速接頭連接有軟管，放電介質(zhì)通過軟管進(jìn)入空腔III。
[0015]優(yōu)選地，所述外套外側(cè)設(shè)有連接孔，連接孔上設(shè)有固定板，固定板設(shè)在機(jī)床主軸上。
[0016]一種制作上述通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭的方法，包括以下步驟:
(1)、通過螺栓將壓電陶瓷片、已加工好的后配塊和僅加工好法蘭盤的變幅桿連接組成超聲振動(dòng)部分；
(2)、將步驟(I)中的超聲振動(dòng)部分通過法蘭盤與不銹鋼螺栓固定在內(nèi)套上，將內(nèi)套通過法蘭盤與不銹鋼螺栓固定在刀柄上，同時(shí)安裝好導(dǎo)線；
(3)、以刀柄為基準(zhǔn)，在車-鉆復(fù)合機(jī)床上加工變幅桿，使加工后變幅桿的旋轉(zhuǎn)中心與刀桿的中心重合； (4)、在內(nèi)套外側(cè)安裝軸承和導(dǎo)電環(huán)，通過焊接連接導(dǎo)線與導(dǎo)電環(huán)；
(5)、逐次安裝機(jī)械水封和外套，然后再旋緊六角定位螺母；
(6 )、將刀柄固定在機(jī)床主軸上，將外套通過固定板固定在機(jī)床主軸側(cè)面；
(7)、將碳刷與超聲電路和電火花電路連接，將快速接頭與液體循環(huán)系統(tǒng)連接；
(8)、在刀桿部分的安裝孔內(nèi)安裝防漏橡膠圈，通過夾頭、壓帽將電極固定到變幅桿底端的刀桿部分。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過使刀柄、變幅桿和刀桿的軸線重合，可使整個(gè)工具頭的同軸度高；通過在外套與變幅桿之間設(shè)置空腔III并在空腔III的端部設(shè)置機(jī)械水封，在提高變幅桿旋轉(zhuǎn)速度的同時(shí)，還能夠減少對超聲傳遞的影響；此外，本發(fā)明的通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭可以通過通用夾具裝夾在電火花加工機(jī)床主軸或一般數(shù)控銑床主軸上，實(shí)現(xiàn)超聲輔助下的內(nèi)沖液式電火花放電銑削加工，具有通用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明的安裝局部放大示意圖。
[0022]圖5是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中，1、刀柄，2、內(nèi)套，3、外套，4、碳刷，5、快速接頭，6、機(jī)械水封，7、刀桿，8、軸承，
9、變幅桿，10、導(dǎo)電環(huán)，11、防漏橡膠圈，12、六角定位螺母，13、導(dǎo)線，14、固定板，15、電極，16、空腔III，17、空腔II，18、空腔I，19、安裝孔，20、換能器，21、后配塊，22、放電介質(zhì)流通通道。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，包括超聲振動(dòng)部分，還包括刀柄I和刀桿7，刀柄I固連有內(nèi)套2，內(nèi)套2固連有變幅桿9，變幅桿9底端設(shè)有刀桿7，刀桿7上安裝有電極15，刀柄1、變幅桿9、刀桿7的軸線重合，內(nèi)套2外部設(shè)有外套3，外套3延伸至變幅桿9中段，外套3與變幅桿9之間形成有空腔III 16，空腔III 16的端部設(shè)有機(jī)械水封6，變幅桿9內(nèi)部設(shè)有放電介質(zhì)流通通道22。
[0026]通過在變幅桿的前端設(shè)置刀柄和內(nèi)套，在變幅桿的底端設(shè)置刀桿，并使刀柄、變幅桿和刀桿的軸線重合，即使變幅桿的旋轉(zhuǎn)中心與刀柄和刀桿的中心重合，同軸度高；在外套與變幅桿之間設(shè)置空腔III并在空腔III的端部設(shè)置機(jī)械水封，能夠降低對變幅桿的摩擦阻力，提高變幅桿的旋轉(zhuǎn)速度；同時(shí)，在變幅桿內(nèi)部設(shè)置有放電介質(zhì)流通通道，能夠?qū)崿F(xiàn)電極的通液。
[0027]本發(fā)明的實(shí)施例中，為了方便電極的安裝，在刀桿7上設(shè)有安裝孔19，并在安裝孔19內(nèi)設(shè)有防漏橡膠圈11，電極15通過夾頭和壓帽固定在安裝孔19內(nèi)，安裝方便可靠；此夕卜，變幅桿9中段內(nèi)部水平方向加工有通孔，通孔中部有到安裝孔19的盲孔，通孔和盲孔組成了放電介質(zhì)進(jìn)出變幅桿9的通路。
[0028]具體地，刀柄I為不銹鋼制造，尺寸標(biāo)準(zhǔn)采用莫氏刀柄BT40或BT50，以獲得最廣泛的應(yīng)用范圍，刀柄I通過底部法蘭結(jié)構(gòu)采用M4不銹鋼螺絲與內(nèi)套2緊固。
[0029]內(nèi)套2采用聚碳酸酯塑料(PC)制作，具有良好的機(jī)械性能與絕緣性能；內(nèi)套2外部過盈配合兩個(gè)軸承8，軸承8采用哈爾濱軸承6814ZZ，具體參數(shù)是:鐵封，內(nèi)徑70_，外徑90mm，厚度IOmm;內(nèi)套2底部安裝3個(gè)導(dǎo)電環(huán)10，導(dǎo)電環(huán)10材料為黃銅，通過導(dǎo)線13分別與內(nèi)部的壓電陶瓷換能器20正極、壓電陶瓷換能器20負(fù)極以及變幅桿9相連。
[0030]超聲振動(dòng)部分由頂部的304不銹鋼后配塊21、六片壓電陶瓷換能器20、304不銹鋼變幅桿9組成，此外，變幅桿9的材料也可以采用鈦合金，鈦合金具有更好的聲學(xué)特性，對超聲振動(dòng)有更高的傳導(dǎo)率，能夠提升超聲振動(dòng)部分的穩(wěn)定性、提高振幅。變幅桿9頂部是法蘭盤，通過M4不銹鋼螺栓安裝在內(nèi)套2的底部；不銹鋼后配塊21高度為(nX 1/2+1/4)超聲波波長，具體地，本實(shí)施例中選用1/4超聲波波長，壓電陶瓷換能器20采用上超生產(chǎn)的743-Φ40Χ Φ15Χ5，諧振頻率38.7ΚΗζ，為了達(dá)到最好的諧振效果，變幅桿9長度取半超聲波波長的整數(shù)倍，本實(shí)施例中取整個(gè)波長，為129.2mm。
[0031]壓電陶瓷換能器20共有六片，實(shí)際使用的是中間四片，這四片壓電陶瓷通過導(dǎo)線13分別與外部的兩個(gè)導(dǎo)電環(huán)10相連,另外一個(gè)導(dǎo)電環(huán)10通過導(dǎo)線13與變幅桿9相連；電火花放電電流依次經(jīng)過導(dǎo)電環(huán)10、導(dǎo)線13、變幅桿9、ER11夾頭導(dǎo)入電極15，實(shí)現(xiàn)電火花放電；超聲、電火花通過本發(fā)明隔離，且外套3不帶電。
[0032]超聲電流、電火花電流通過外套3側(cè)面安裝的三組碳刷4倒入導(dǎo)電環(huán)10，碳刷4內(nèi)部是高電導(dǎo)率石墨，外部有絕緣殼體防止與外殼3短路。
[0033]在電火花放電和超聲振動(dòng)需要更大功率、更大電流的情況下，將碳刷4分布于外套3的四面，每個(gè)面放置三組碳刷4，這樣相當(dāng)于每個(gè)導(dǎo)電環(huán)10與四個(gè)碳刷4連接，承受的電流可增強(qiáng)為原來的4倍。
[0034]機(jī)械水封6為陶瓷石墨機(jī)械水封301-40，該部件是通過帶有橡膠內(nèi)套的石墨部分固定在變幅桿9上，帶有碳化硅陶瓷的部分固定在外部，利用碳化硅與石墨的摩擦起到變幅桿9旋轉(zhuǎn)的同時(shí)封閉液體的作用，具體地,變幅桿9的轉(zhuǎn)速可達(dá)3000rpm ;本實(shí)施例中石墨部分分別安裝在變幅桿9頂部緊貼法蘭盤處與變幅桿9的3/4超聲波波長處，這樣設(shè)置的原因在于這兩處的振幅小，因而對機(jī)械水封6的損傷小，對超聲振動(dòng)的傳遞影響??；陶瓷部分相應(yīng)地分別設(shè)在空腔III 16的上端部和下端部，以將放電介質(zhì)封閉在空腔III 16內(nèi)防止泄露。
[0035]外套3為6061-T6鋁合金機(jī)加工成型，外部有四個(gè)螺紋孔將外套3固定到機(jī)床主軸上，內(nèi)部為豎向階梯孔，階梯孔上部與內(nèi)套2上部形成空腔I 18，空腔I 18內(nèi)設(shè)有兩個(gè)軸承8，階梯孔中部與內(nèi)套2下部及變幅桿9上部形成空腔II 17，階梯孔下部與變幅桿9中段形成空腔III 16，空腔III 16的上部與下部安裝機(jī)械水封6的碳化硅部分，分別與變幅桿9上機(jī)械水封6的石墨部分配合，空腔III 16側(cè)面有G1/8螺紋孔，用以安裝快速接頭5。
[0036]快速接頭5的型號(hào)為PC8-01，通過連接外部外徑8mm的軟管，軟管與水泵相連，水泵給空腔III 16提供放電介質(zhì)液體，空腔III 16內(nèi)的壓力液體經(jīng)變幅桿9內(nèi)部的水平通孔與到達(dá)安裝孔19的盲孔給電極15供液，電極15 —般采用黃銅或紫銅管狀電極，直徑為l-7mm。[0037]變幅桿9底部為3/4波長處安裝機(jī)械水封6的石墨部分后，為保證石墨部分不滑脫，通過六角定位螺母12與變幅桿9上的螺紋緊固；變幅桿下端是根據(jù)ERll刀桿尺寸加工并加工有安裝孔19，當(dāng)然，為了增加可應(yīng)用范圍，刀桿也可為ER16、ER20、ER25或ER32中的一種，安裝孔19內(nèi)部安裝防漏橡膠圈11，安裝電極15時(shí)電極15插入防漏橡膠圈11中間的孔中，以使空腔III 16中的液體最終通過電極15中間的孔流出，達(dá)到內(nèi)沖液的目的。
[0038]本發(fā)明在應(yīng)用在數(shù)控銑床改造而成的電火花加工機(jī)床或電火花加工機(jī)床中，除將刀柄I固定在主軸上，還可根據(jù)機(jī)床主軸尺寸制作固定板14，固定板14 一側(cè)與外套3側(cè)面的螺紋孔連接，另一側(cè)固定在機(jī)床主軸上，使外套3隨主軸X、Y、Z方向運(yùn)動(dòng)，但不旋轉(zhuǎn)；碳刷4分別與超聲電源的正負(fù)極、電火花加工的一極相連，被加工工件與電火花加工的另一極相連。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明容易得知，本發(fā)明還可以應(yīng)用于超聲輔助內(nèi)沖液式電解銑削加工領(lǐng)域、超聲輔助內(nèi)沖液式電熔爆銑削加工領(lǐng)域、超聲輔助內(nèi)沖液式短電弧加工領(lǐng)域。
[0039]具體地，本發(fā)明的超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭的制作與使用方法，包括如下步驟:
步驟一、將壓電陶瓷片通過螺栓與加工好的后配塊、僅加工好法蘭盤的變幅桿連接組成超聲振動(dòng)部分；
步驟二、將超聲振動(dòng)部分通過法蘭盤與Μ4不銹鋼螺栓固定在內(nèi)套2上，內(nèi)套2通過法蘭盤與Μ4不銹鋼螺栓固定在刀柄I上，同時(shí)安裝好導(dǎo)線13 ；
步驟三、以刀柄I為基準(zhǔn)，在車-鉆復(fù)合機(jī)床上加工變幅桿，這樣變幅桿的旋轉(zhuǎn)中心、ERll刀桿的中心重合，同軸度高；
步驟四、在內(nèi)套2外側(cè)安裝軸承8、導(dǎo)電環(huán)10，通過焊接連接導(dǎo)線13與導(dǎo)電環(huán)10 ； 步驟五、逐次安裝機(jī)械水封6、外套3，最后旋緊六角定位螺母12，安裝完成；
步驟六、使用時(shí)將刀柄I固定在機(jī)床主軸上，外套3通過固定板14固定在機(jī)床主軸側(cè)
面；
步驟七、連接碳刷4與超聲電路和電火花電路、連接快速接頭5與液體循環(huán)系統(tǒng)；步驟八、在刀桿7的安裝孔19內(nèi)安裝防漏橡膠圈11、通過ERll夾頭、壓帽固定電極到變幅桿底端的ERll刀桿部分，即可實(shí)施加工。
[0040]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，包括超聲振動(dòng)部分，其特征在于:還包括刀柄和刀桿，所述刀柄固連有內(nèi)套，內(nèi)套固連有變幅桿，變幅桿底端設(shè)有刀桿，刀桿上安裝有電極，刀柄、變幅桿、刀桿的軸線重合，內(nèi)套外部設(shè)有外套，外套延伸至變幅桿中段，外套與變幅桿之間形成有空腔III，空腔III的端部設(shè)有機(jī)械水封，變幅桿內(nèi)部設(shè)有放電介質(zhì)流通通道。
2.如權(quán)利要求1所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述刀桿上設(shè)有安裝孔，安裝孔內(nèi)設(shè)有防漏橡膠圈，電極通過夾頭和壓帽固定在安裝孔內(nèi)，變幅桿中段內(nèi)部設(shè)有水平方向的通孔，通孔中部與延伸至安裝孔的盲孔相通，所述通孔和盲孔組成放電介質(zhì)流通通道。
3.如權(quán)利要求1所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述機(jī)械水封是陶瓷石墨機(jī)械水封，陶瓷石墨機(jī)械水封包括設(shè)有橡膠內(nèi)套的石墨部分和設(shè)有碳化硅的陶瓷部分，石墨部分分別設(shè)在變幅桿頂部和變幅桿3/4超聲波波長位置處，陶瓷部分分別設(shè)在空腔III的上端部和下端部。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述超聲振動(dòng)部分包括后配塊、換能器和變幅桿，后配塊和換能器設(shè)在內(nèi)套內(nèi)部的空腔內(nèi)，后配塊、換能器和變幅桿通過螺栓固連，內(nèi)套外表面設(shè)有導(dǎo)電環(huán)，導(dǎo)電環(huán)通過導(dǎo)線與換能器和變幅桿相連，外套上設(shè)有碳刷，碳刷與導(dǎo)電環(huán)相連。
5.如權(quán)利要求4所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述后配塊的長度是超聲波波長的1/4，變幅桿的長度是超聲波半波長的整數(shù)倍。
6.如權(quán)利要求4所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述外套外側(cè)四個(gè)不同位置處分別設(shè)有碳刷，每個(gè)位置處設(shè)置碳刷的數(shù)量是三組，碳刷與超聲電路和電火花電路連接，碳刷內(nèi)部設(shè)有高導(dǎo)電率石墨，碳刷外部設(shè)有絕緣殼體。
7.如權(quán)利要求4所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述換能器是壓電陶瓷換能器，壓電陶瓷共有六片，其中四片通過導(dǎo)線與導(dǎo)電環(huán)相連。
8.如權(quán)利要求1所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述內(nèi)套由聚碳酸酯塑料制成，外套由鋁合金制成，外套內(nèi)部設(shè)有豎向階梯孔，階梯孔上部與內(nèi)套上部形成空腔I，空腔I內(nèi)設(shè)有軸承，階梯孔中部與內(nèi)套下部及變幅桿上部形成空腔II，階梯孔下部與變幅桿中段形成空腔III，外套外側(cè)設(shè)有快速接頭，快速接頭連接有軟管，放電介質(zhì)通過軟管進(jìn)入空腔III。
9.如權(quán)利要求1所述的一種通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭，其特征在于:所述外套外側(cè)設(shè)有連接孔，連接孔上設(shè)有固定板，固定板設(shè)在機(jī)床主軸上。
10.一種制作如權(quán)利要求1所述的通用型超聲輔助內(nèi)沖液電火花銑削工具頭的方法，包括以下步驟: (1)、通過螺栓將壓電陶瓷片、已加工好的后配塊和僅加工好法蘭盤的變幅桿連接組成超聲振動(dòng)部分； (2)、將步驟(1)中的超聲振動(dòng)部分通過法蘭盤與不銹鋼螺栓固定在內(nèi)套上，將內(nèi)套通過法蘭盤與不銹鋼螺栓固定在刀柄上，同時(shí)安裝好導(dǎo)線； (3)、以刀柄為基準(zhǔn)，在車-鉆復(fù)合機(jī)床上加工變幅桿，使加工后變幅桿的旋轉(zhuǎn)中心與刀桿的中心重合；(4)、在內(nèi)套外側(cè)安裝軸承和導(dǎo)電環(huán)，通過焊接連接導(dǎo)線與導(dǎo)電環(huán)； (5)、逐次安裝機(jī)械水封和外套，然后再旋緊六角定位螺母； (6 )、將刀柄固定在機(jī)床主軸上，將外套通過固定板固定在機(jī)床主軸側(cè)面； (7)、將碳刷與超聲電路和電火花電路連接，將快速接頭與液體循環(huán)系統(tǒng)連接； (8)、在刀桿部分的安裝孔內(nèi)安 裝防漏橡膠圈，通過夾頭、壓帽將電極固定到變幅桿底端的刀桿部分。
【文檔編號(hào)】B23H7/38GK103920953SQ201410185752
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】張敏, 張勤河 申請人:山東大學(xué)