一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，它包括刀頭、刀桿、轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體、壓電陶瓷、第一和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、直流電源、信號(hào)發(fā)生器和功率放大電路；刀頭安裝在刀桿上，轉(zhuǎn)子通過(guò)第一和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)固定連接在刀頭下端；轉(zhuǎn)子與刀桿為過(guò)盈配合；沿刀頭的軸向，轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體和壓電陶瓷自上至下依次設(shè)置；直流電源用于供電，信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生高頻交變信號(hào)，功率放大電路對(duì)高頻交變信號(hào)進(jìn)行功率放大后施加在壓電陶瓷上；壓電陶瓷用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，振動(dòng)體通過(guò)摩擦片驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿刀頭的中心軸線(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)刀頭轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型具有機(jī)械結(jié)構(gòu)緊密、調(diào)整精度高和可即時(shí)調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鏜刀是鏜削刀具的一種，用于工件的內(nèi)孔加工、擴(kuò)孔或仿形等，其可在鏜床、車(chē)床或銑床上使用?，F(xiàn)有鏜刀一般包括刀頭、刀片，這種鏜刀的鏜削直徑是預(yù)先調(diào)節(jié)好的，只能鏜削固定直徑的內(nèi)孔。如果需要鏜削不同直徑的內(nèi)孔，則需要使用多把鏜刀，或者停止加工重新調(diào)整。即便是可微調(diào)鏜刀也由于刀頭調(diào)整機(jī)構(gòu)復(fù)雜而需要停機(jī)再進(jìn)行調(diào)整。而且重新調(diào)整鏜刀的鏜削直徑時(shí)，人工很難把握鏜刀的伸出量，因此加工孔的精度往往不高，這大大限制了鏜削工藝的使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)包括刀具機(jī)構(gòu)和刀具控制機(jī)構(gòu)；
[0005]所述刀具機(jī)構(gòu)包括刀頭、刀桿、轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體、壓電陶瓷、第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);所述刀頭安裝在所述刀桿上，所述轉(zhuǎn)子通過(guò)所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)固定連接在所述刀頭下端;所述轉(zhuǎn)子與刀桿為過(guò)盈配合;沿所述刀頭的軸向，所述轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體和壓電陶瓷自上至下依次設(shè)置；
[0006]所述刀具控制機(jī)構(gòu)包括直流電源、信號(hào)發(fā)生器和功率放大電路;所述直流電源為所述信號(hào)發(fā)生器和功率放大電路供電，所述信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生的高頻交變信號(hào)傳輸至所述功率放大電路，所述功率放大電路對(duì)高頻交變信號(hào)進(jìn)行功率放大后施加在所述壓電陶瓷上;所述壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波振動(dòng)并傳遞給所述振動(dòng)體，所述振動(dòng)體通過(guò)所述摩擦片驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子沿所述刀頭的中心軸線(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)子通過(guò)所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述刀頭沿其中心軸線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)均采用螺紋結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的高頻交變信號(hào)為兩路相位相差90度或270度的信號(hào)。
[0009 ]進(jìn)一步地，所述刀頭由硬質(zhì)合金材料制成。
[0010]進(jìn)一步地，所述摩擦片由耐磨材料制成。
[0011]更進(jìn)一步地，與所述轉(zhuǎn)子相接觸的所述摩擦片的表面采用耐磨涂層材料TiN、TiCN和TiAlN中的一種或多種。
[0012]更進(jìn)一步地，與所述振動(dòng)體相接觸的所述摩擦片的表面采用橡膠基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金燒結(jié)含油金屬摩擦材料和表面陶瓷涂層摩擦材料中的一種或多種。
[0013]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)體采用不銹鋼、硬鋁合金和銅合金中的一種或多種。
[0014]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型通過(guò)將超聲波馬達(dá)原理與傳統(tǒng)的鏜刀相結(jié)合，使得本實(shí)用新型提供的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)具有機(jī)械結(jié)構(gòu)緊密、調(diào)整精度高、可即時(shí)調(diào)整以及適用于微小尺寸調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例中基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)的原理圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例中基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例中基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)調(diào)整后的狀態(tài)示意圖。
[0018]圖中:1、刀頭;2刀桿;3、轉(zhuǎn)子;4、摩擦片;5、振動(dòng)體;6、壓電陶瓷;7、第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);8、第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);9、直流電源;1、信號(hào)發(fā)生器;11、功率放大電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其包括刀具機(jī)構(gòu)和刀具控制機(jī)構(gòu)。
[0021]其中，刀具機(jī)構(gòu)包括刀頭1、刀桿2、轉(zhuǎn)子3、摩擦片4、振動(dòng)體5、壓電陶瓷6、第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)7和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)8。刀頭I安裝在刀桿2上，轉(zhuǎn)子3通過(guò)第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)7和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)8固定連接在刀頭I下端。為保證刀頭I安裝的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)子3與刀桿2組裝時(shí)為過(guò)盈配合。沿刀頭I的軸向，轉(zhuǎn)子3、摩擦片4、振動(dòng)體5和壓電陶瓷6自上至下依次設(shè)置。
[0022]刀具控制機(jī)構(gòu)包括直流電源9、信號(hào)發(fā)生器10和功率放大電路11。直流電源9為信號(hào)發(fā)生器10和功率放大電路11供電，信號(hào)發(fā)生器10將產(chǎn)生的兩路相位相差90度的高頻交變信號(hào)傳輸至功率放大電路11，功率放大電路11對(duì)接收到的高頻交變信號(hào)進(jìn)行功率放大后施加在壓電陶瓷6上。壓電陶瓷6利用逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。超聲波振動(dòng)傳遞給振動(dòng)體5，振動(dòng)體5通過(guò)摩擦片4驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子3沿刀頭I的中心軸線(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子3的圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)7和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)8轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)刀頭I沿其中心軸線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)整切削直徑目的。
[0023]如圖2所示，刀頭I的中心軸線(xiàn)與刀桿2的中心軸線(xiàn)不在同一條直線(xiàn)上。采用超聲波馬達(dá)原理，對(duì)刀頭I的位置進(jìn)行調(diào)整，可以將刀頭I調(diào)整到如圖3所示的位置。
[0024]上述實(shí)施例中，第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)7和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)8均可以采用螺紋結(jié)構(gòu)，還可以采用其他結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)功轉(zhuǎn)換功能，在此不再贅述。
[0025]上述實(shí)施例中，通過(guò)改變信號(hào)發(fā)生器10產(chǎn)生的兩路高頻交變信號(hào)的相位相差，可以改變刀頭I的運(yùn)動(dòng)方向。兩路高頻交變信號(hào)的相位相差為90度時(shí)與兩路高頻交變信號(hào)的相位相差為270度時(shí)相比，刀頭I的運(yùn)動(dòng)方向相反。
[0026]上述實(shí)施例中，刀頭I由硬質(zhì)合金材料制成。
[0027]上述實(shí)施例中，摩擦片4由耐磨材料制成，其應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的基本要求有:
[0028]摩擦因數(shù)要盡可能地高，以便將振動(dòng)能高效地轉(zhuǎn)化成回轉(zhuǎn)能；
[0029]耐磨性好，且其對(duì)偶件的磨損也很輕微；
[0030]摩擦力不隨時(shí)間而發(fā)生變化，能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作；
[0031]無(wú)摩擦噪音，不引起轉(zhuǎn)子和定子的附加振動(dòng)；
[0032]能夠進(jìn)行精密機(jī)械加工，熱化學(xué)穩(wěn)定性好。
[0033]與轉(zhuǎn)子3相接觸的摩擦片4的表面采用TiN(氮化鈦)、TiCN(氮碳化鈦)和TiAlN(氮鋁化鈦)等耐磨涂層材料。
[0034]與振動(dòng)體5相接觸的摩擦片4的表面采用橡膠基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金燒結(jié)含油金屬摩擦材料和表面陶瓷涂層摩擦材料。
[0035]上述實(shí)施例中，振動(dòng)體5采用不銹鋼、硬鋁合金和銅合金等材料。
[0036]本實(shí)用新型基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)能夠在線(xiàn)沿刀桿2的徑向調(diào)整刀頭I的位置。由于采用超聲波馬達(dá)原理進(jìn)行調(diào)整，因此本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的鏜刀相比，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)緊密、調(diào)整精度高、可即時(shí)調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。
[0037]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括刀具機(jī)構(gòu)和刀具控制機(jī)構(gòu)； 所述刀具機(jī)構(gòu)包括刀頭、刀桿、轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體、壓電陶瓷、第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);所述刀頭安裝在所述刀桿上，所述轉(zhuǎn)子通過(guò)所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)固定連接在所述刀頭下端;所述轉(zhuǎn)子與刀桿為過(guò)盈配合;沿所述刀頭的軸向，所述轉(zhuǎn)子、摩擦片、振動(dòng)體和壓電陶瓷自上至下依次設(shè)置； 所述刀具控制機(jī)構(gòu)包括直流電源、信號(hào)發(fā)生器和功率放大電路;所述直流電源為所述信號(hào)發(fā)生器和功率放大電路供電，所述信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生的高頻交變信號(hào)傳輸至所述功率放大電路，所述功率放大電路對(duì)高頻交變信號(hào)進(jìn)行功率放大后施加在所述壓電陶瓷上;所述壓電陶瓷產(chǎn)生超聲波振動(dòng)并傳遞給所述振動(dòng)體，所述振動(dòng)體通過(guò)所述摩擦片驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)子沿所述刀頭的中心軸線(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的所述轉(zhuǎn)子通過(guò)所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述刀頭沿其中心軸線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和第二運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)均采用螺紋結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的高頻交變信號(hào)為兩路相位相差90度或270度的信號(hào)。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述刀頭由硬質(zhì)合金材料制成。5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述摩擦片由耐磨材料制成。6.如權(quán)利要求5所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:與所述轉(zhuǎn)子相接觸的所述摩擦片的表面采用耐磨涂層材料TiN、TiCN和TiAlN中的一種或多種。7.如權(quán)利要求5所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:與所述振動(dòng)體相接觸的所述摩擦片的表面采用橡膠基摩擦材料、塑料基摩擦材料、末冶金燒結(jié)含油金屬摩擦材料和表面陶瓷涂層摩擦材料中的一種或多種。8.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于超聲波馬達(dá)原理的可調(diào)整的偏心鏜刀結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述振動(dòng)體采用不銹鋼、硬鋁合金和銅合金中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】B23B27/00GK205629411SQ201521115688
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日
【發(fā)明人】陸陽(yáng)
【申請(qǐng)人】陸陽(yáng)