本發(fā)明屬于機(jī)械精密加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種砂輪，具體涉及一種徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪及其使用方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)玻璃、人工晶體、工程陶瓷等硬脆性難加工材料得到了極為廣泛的應(yīng)用，經(jīng)常被用來制作精密光學(xué)元件，其優(yōu)越的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在航天、航空、汽車、冶金、機(jī)械加工等領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是由于這類材料具有極高的硬度和脆性，其加工十分困難。傳統(tǒng)磨削加工方法的加工效率和加工精度低，工具磨損嚴(yán)重，加工成本高，限制了這些材料的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，迫切需要開發(fā)出一種加工效率高、成本低的加工方法。

超聲振動(dòng)輔助磨削是近幾十年發(fā)展和應(yīng)用的一種新型磨削加工方法，大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究表明，超聲振動(dòng)輔助磨削一種加工硬脆難加工材料的有效方法，與傳統(tǒng)加工工藝相比，它可以提高加工效率、改善表面質(zhì)量、降低加工成本。但目前還沒有一種能夠很好的結(jié)合超聲輔助磨削的磨削工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪及其使用方法，將超聲振動(dòng)輔助磨削加工技術(shù)與杯形砂輪端面磨削相結(jié)合，用于對(duì)硬脆材料超聲振動(dòng)輔助端面磨削加工，對(duì)減小零件加工損傷、提高加工效率和表面加工質(zhì)量具有重要意義。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一是：

一種徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪，包括環(huán)形的基盤，該基盤上周向均勻間隔地固接有若干超聲振動(dòng)單元；該超聲振動(dòng)單元包括內(nèi)外布置且依次相連的超聲換能器、超聲變幅桿和振動(dòng)磨塊；該超聲變幅桿沿基盤徑向布置；該振動(dòng)磨塊呈圓弧形塊狀，若干超聲振動(dòng)單元的若干振動(dòng)磨塊相互拼接形成類圓環(huán)狀的砂輪磨削部分；通過超聲換能器推動(dòng)超聲變幅桿產(chǎn)生沿其軸向的超聲振動(dòng)并帶動(dòng)振動(dòng)磨塊相對(duì)基盤產(chǎn)生沿基盤徑向的超聲振動(dòng)。

一實(shí)施例中：還包括密封蓋，該密封蓋固接在基盤的內(nèi)圓開口處，所述超聲換能器、超聲變幅桿和至多部分振動(dòng)磨塊位于密封蓋和基盤之間。

一實(shí)施例中：所述超聲振動(dòng)單元通過支撐座固接在基盤，該支撐座包括T型支架和法蘭。

一實(shí)施例中：所述超聲換能器包括兩蓋板和設(shè)于兩蓋板之間的若干電極銅片和若干壓電振子，該若干電極銅片和若干壓電振子交替疊壓在一起。

一實(shí)施例中：所述振動(dòng)磨塊表面無磨粒。

一實(shí)施例中：所述振動(dòng)磨塊表面設(shè)有單層磨?；蚨鄬幽チ！?/p>

一實(shí)施例中：所述磨粒為超硬磨?；蚋?dòng)磨粒。

一實(shí)施例中：所述超硬磨粒為金剛石磨?；駽BN(立方氮化硼)磨粒。

一實(shí)施例中：所述浮動(dòng)磨粒為SiC磨粒。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二是：

上述徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪的使用方法，包括：

1)將該徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪裝接在電機(jī)上，并通過導(dǎo)電滑環(huán)將超聲電源與超聲換能器相連；

2)通過電機(jī)帶動(dòng)該徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪旋轉(zhuǎn)，在超聲電源作用下超聲換能器推動(dòng)超聲變幅桿產(chǎn)生沿其軸向的超聲振動(dòng)并帶動(dòng)振動(dòng)磨塊相對(duì)基盤產(chǎn)生沿基盤徑向的超聲振動(dòng)，從而使砂輪磨削部分對(duì)待加工產(chǎn)品進(jìn)行磨削。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、根據(jù)所需杯形砂輪的具體尺寸、單個(gè)振動(dòng)磨塊的具體尺寸和磨削工作需要，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)超聲振動(dòng)單元的個(gè)數(shù)，滿足不同磨削工作的需要

2、振動(dòng)磨塊表面可以無磨粒，適用于游離磨粒的超聲輔助研磨和拋光。或者，振動(dòng)磨塊表面可以設(shè)置單層磨粒或多層磨粒，適用于各種磨削工藝和場(chǎng)合。

3、超聲振動(dòng)單元的超聲振動(dòng)的振幅和頻率可以根據(jù)使用的需要合理調(diào)節(jié)。

4、本發(fā)明尤其適用于對(duì)硬脆材料超聲振動(dòng)輔助端面磨削加工，能夠減小少零件加工損傷、提高加工效率和表面加工質(zhì)量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪整體外觀示意圖。

圖2為本發(fā)明的徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪立體分解示意圖。

圖3為本發(fā)明的超聲振動(dòng)單元立體分解示意圖。

圖4為本發(fā)明的超聲換能器立體分解示意圖。

圖5為本發(fā)明的支撐座立體分解示意圖。

附圖標(biāo)記：基盤10；

超聲振動(dòng)單元20；超聲換能器21，內(nèi)蓋板211，外蓋板212，電極銅片213，壓電振子214；超聲變幅桿22；振動(dòng)磨塊23；

支撐座30，T型支架31，法蘭32；

密封蓋40。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明的內(nèi)容：

請(qǐng)查閱圖1至圖5，一種徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪，包括：

基盤10，呈圓環(huán)形，其內(nèi)圓和外圓為同心圓；該徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪可通過基盤10內(nèi)圓開口處的中心孔裝接在電機(jī)主軸上；

若干超聲振動(dòng)單元20，各自通過一個(gè)支撐座30固接在基盤，該支撐座30包括T型支架31和法蘭32，若干超聲振動(dòng)單元20在基盤10上周向均勻間隔布置，相鄰的超聲振動(dòng)單元20之間形成一定的夾角；該超聲振動(dòng)單元20包括內(nèi)外布置且依次相連的超聲換能器21、超聲變幅桿22和振動(dòng)磨塊23(此處將靠近基盤10環(huán)心的方向定義為“內(nèi)”，相對(duì)的，遠(yuǎn)離環(huán)心的方向定義為“外”)；所述超聲換能器21包括內(nèi)蓋板211、外蓋板212以及設(shè)于內(nèi)外兩蓋板之間的若干電極銅片213和若干壓電振子214，該若干電極銅片213和若干壓電振子214交替疊壓在一起；所述超聲變幅桿22的軸線沿基盤20徑向布置，所述支撐座30設(shè)在超聲變幅桿22的節(jié)點(diǎn)處；所述振動(dòng)磨塊23呈圓弧形塊狀，通過螺釘固接在超聲變幅桿22，若干超聲振動(dòng)單元20的若干振動(dòng)磨塊23相互拼接形成杯形砂輪的類圓環(huán)狀的磨削部分，振動(dòng)磨塊23的內(nèi)壁面、外壁面和頂面均可用作磨削工作面；超聲換能器21的壓電振子214能推動(dòng)超聲變幅桿22，使超聲變幅桿22產(chǎn)生一定頻率和振幅的沿其軸向的超聲振動(dòng)，并帶動(dòng)振動(dòng)磨塊23產(chǎn)生相對(duì)基盤10且沿基盤10徑向的超聲振動(dòng)。

密封蓋40，通過螺釘固接在基盤10的內(nèi)圓開口處，所述超聲換能器21、超聲變幅桿22位于密封蓋40和基盤10之間，密封蓋40用于遮擋超聲換能器21和超聲變幅桿22，振動(dòng)磨塊23的下半部分也可位于密封蓋40與基盤10之間.這樣，只有磨削部分暴露在外，保證杯形砂輪外觀的整潔美觀。

上述徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪的使用方法如下：

1)將該徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪通過基盤10的中心孔裝接在電機(jī)主軸上，并通過導(dǎo)電滑環(huán)將超聲電源與超聲換能器21相連；

2)通過電機(jī)帶動(dòng)該徑向超聲振動(dòng)輔助杯形砂輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在超聲電源作用下，超聲換能器21將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，推動(dòng)超聲變幅桿22產(chǎn)生沿其軸向的超聲振動(dòng)，并帶動(dòng)振動(dòng)磨塊23產(chǎn)生沿基盤10徑向的超聲振動(dòng)，這樣，砂輪磨削部分即可對(duì)待加工產(chǎn)品產(chǎn)生超聲輔助端面磨削加工，大大提高零件的加工效率和加工精度。

根據(jù)需要，所述振動(dòng)磨塊23表面可以無磨粒，適用于游離磨粒的超聲輔助研磨和拋光?；蛘撸駝?dòng)磨塊23的磨削工作面上可通過電鍍、釬焊等方法設(shè)置單層磨粒，或通過燒結(jié)等方法在磨削工作面上設(shè)置多層磨粒，磨?？梢詾槌材チ?如金剛石磨粒、CBN磨粒)或浮動(dòng)磨粒(如SiC磨粒)等，適用于各種磨削工藝和場(chǎng)合。同時(shí)，根據(jù)所需杯形砂輪和基盤10的具體尺寸、單個(gè)振動(dòng)磨塊23的具體尺寸，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)超聲振動(dòng)單元20的個(gè)數(shù)，滿足不同的磨削工作需要。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。