一種非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置，包括磨床基體、設(shè)置在磨床基體上的主軸以及固定在所述主軸上的砂輪基體，在所述磨床基體上設(shè)置有一與所述砂輪基體相靠近的原邊磁芯安裝座，在所述砂輪基體的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸副邊線圈組件，在所述原邊磁芯安裝座的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸原邊線圈組件；在所述砂輪基體輪緣端面圓周方向均勻分布一圈換能器安裝孔，每個(gè)所述換能器安裝孔均與所述砂輪基體的環(huán)形槽相通，在每個(gè)所述換能器安裝孔內(nèi)安裝有超聲振動(dòng)換能器。本發(fā)明專利技術(shù)砂輪在加工難加工材料時(shí)通過超聲振動(dòng)能有效的減小磨削力，易于冷卻液進(jìn)入磨削弧區(qū)疏導(dǎo)弧區(qū)的熱量，提高工件表面加工質(zhì)量。

Non contact rotary ultrasonic grinding wheel grinding device

The invention discloses a contactless rotary ultrasonic grinding device comprises a grinding machine, grinding machine spindle matrix set in the substrate and fixed on the main shaft of the grinding wheel, the grinding machine in the substrate is arranged on the primary side of a substrate and the core of the grinding wheel is near the mount in the annular groove the wheel body is arranged in the contactless power transmission side coil assembly on the primary side of the core mounting seat ring groove is provided with a contactless power transfer primary coil assembly; uniform distribution on the surface of the grinding wheel rim surface circumferential direction around the transducer mounting holes, each of the transducer installation the hole ring groove are connected with the wheel base is in each of the transducer mounting hole is installed in the ultrasonic vibration transducer. By grinding the ultrasonic vibration, the grinding wheel can effectively reduce the grinding force, easy to enter the grinding arc area, dredge the heat in the arc zone, and improve the surface processing quality of the workpiece surface.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置
本專利技術(shù)涉及一種難加工材料磨削領(lǐng)域，具體涉及一種磨削用非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置。
技術(shù)介紹
在磨削高強(qiáng)韌材料的過程中，由于磨削弧區(qū)溫度的急劇升高，冷卻液無法進(jìn)入弧區(qū)導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生的突發(fā)性燒傷；磨削力較大引起的工件表面和表面的損傷等問題；尤其是在科技高速發(fā)展的今天，各行業(yè)對(duì)加工零件的精度和質(zhì)量要求越來越高，上述加工缺陷均會(huì)嚴(yán)重制約著加工效率的提高，因此需要一種新的加工方法來提高高強(qiáng)韌材料的加工效率與加工質(zhì)量。超聲磨削技術(shù)作為一種穩(wěn)定可靠的加工技術(shù)在硬脆材料的加工中已得到了廣泛的應(yīng)用。目前，超聲振動(dòng)磨削加工的方式主要有兩種：刀具振動(dòng)和工件振動(dòng)；現(xiàn)今刀具振動(dòng)磨削加工方法的應(yīng)用已較為成熟，且多以超聲刀柄的形式出現(xiàn)。通常，在大直徑尺寸砂輪的超聲振動(dòng)磨削加工中，由于砂輪尺寸重量的限制，因此只能采用工件振動(dòng)磨削的方式進(jìn)行零件加工，但在實(shí)際磨削過程中，同樣由于工件尺寸、結(jié)構(gòu)、重量等因素的影響，工件的振幅、振動(dòng)方向、頻率等振動(dòng)參數(shù)無法滿足振動(dòng)加工的設(shè)計(jì)要求，這也制約了此種磨削方式的在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣與使用。超聲電能傳輸方式主要有兩類：接觸式和非接觸式。接觸式主要是通過碳刷和導(dǎo)電集流環(huán)實(shí)現(xiàn)電能傳輸，這種方式在通電的瞬間會(huì)產(chǎn)生打火，且碳刷易磨損、壽命低，結(jié)構(gòu)固定，不適合在高轉(zhuǎn)速的條件下使用；非接觸式主要是通過兩線圈的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能傳輸，其結(jié)構(gòu)簡單，傳輸靈活性強(qiáng)，因而得到國內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注。目前，超聲非接觸電能傳輸在超聲刀柄已有較為廣泛的應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)非接觸電能傳輸在超聲砂輪中的應(yīng)用可有效的提高被磨削工件表面的質(zhì)量，同時(shí)克服了工件振動(dòng)這種方式工件不同位置動(dòng)幅值不一致，無法使大型工件產(chǎn)生振動(dòng)的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種針對(duì)高強(qiáng)韌材料磨削用的大直徑非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪裝置，以便對(duì)大尺寸工件進(jìn)行超聲振動(dòng)磨削加工，從而提高被加工工件的表面完整性、提高磨削加工的效率、提高砂輪的使用壽命。利用非接觸電能傳輸?shù)姆绞綖槌晸Q能器供電，不僅提高了系統(tǒng)裝置的安全性，而且大大提高了電能傳輸?shù)撵`活性。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置，包括磨床基體、設(shè)置在磨床基體上的主軸以及固定在所述主軸上的砂輪基體，其特征在于：在所述磨床基體上設(shè)置有一與所述砂輪基體相靠近的原邊磁芯安裝座，在所述砂輪基體和原邊磁芯安裝座上相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別設(shè)有環(huán)形槽；在所述砂輪基體的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸副邊線圈組件，在所述原邊磁芯安裝座的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸原邊線圈組件；所述非接觸電能傳輸副邊線圈組件包括副邊罐型磁芯、副邊線圈和固化填充劑，所述副邊線圈用固化填充劑安裝于副邊罐型磁芯中；所述非接觸電能傳輸原邊線圈組件包括原邊罐形磁芯、副邊線圈以及固化填充劑，所述原邊線圈用固化填充劑安裝于原邊罐型磁芯中；所述原邊磁芯與副邊磁芯端面平行相對(duì)，兩者端面相對(duì)間隙為0.5-2mm；在所述砂輪基體輪緣端面圓周方向均勻分布一圈換能器安裝孔，每個(gè)所述換能器安裝孔均與所述砂輪基體的環(huán)形槽相通，在每個(gè)所述換能器安裝孔內(nèi)安裝有超聲振動(dòng)換能器，所述副邊線圈的引出線與所述超聲振動(dòng)換能器電連接；所述超聲振動(dòng)換能器包括前蓋板、后蓋板以及固定在前蓋板與后蓋板之間的壓電陶瓷片和電極片，在所述前蓋板上連接有一變幅桿，在所述變幅桿上設(shè)置有砂輪結(jié)塊。所述前蓋板與變幅桿采用螺釘連接，所述前蓋板的截面和變幅桿的截面形狀均為平滑的曲線，且前蓋板與變幅桿的連接處的截面寬度小于向兩側(cè)延伸的寬度。所述換能器安裝孔為臺(tái)階孔，所述后蓋板位于所述臺(tái)階孔的小徑孔內(nèi)，在所述臺(tái)階孔的大徑孔內(nèi)設(shè)置有一壓緊并固定前蓋板上法蘭的螺紋壓板，該螺紋壓板與所述臺(tái)階孔螺紋連接。所述一圈換能器安裝孔的為x個(gè)圓孔，其中18＜x＜30。所述砂輪結(jié)塊利用粘接劑粘接固定在超聲振動(dòng)換能器的變幅桿前端面，形成砂輪磨削面。本專利技術(shù)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將超聲換能器沿砂輪外圓周面安裝于砂輪基體內(nèi)，并將砂輪結(jié)塊固定在超聲換能器上，并通過旋轉(zhuǎn)非接觸式電能傳輸?shù)姆椒槌晸Q能器提供電能，有效的將超聲振動(dòng)技術(shù)與砂輪磨削相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了大尺寸大質(zhì)量的砂輪振動(dòng)，不僅提高了整體裝置的安全性，還為砂輪超聲輔助磨削大型工件提供了可能。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪裝置的局部示意圖。圖2是本專利技術(shù)中原邊線圈固定板前視圖。圖3是本專利技術(shù)中原邊線圈固定板左視圖。圖4是本專利技術(shù)中超聲砂輪前視圖。圖5是本專利技術(shù)中超聲砂輪右視圖。圖6是本專利技術(shù)中超聲換能器前視圖。圖7是本專利技術(shù)中超聲換能器左視圖。圖8是本專利技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說明：1.原邊線圈固定板，2.原邊導(dǎo)磁材料，3.原邊線圈，4.原邊環(huán)氧固化填充劑，5.螺紋壓板，6.超聲振動(dòng)換能器，7.砂輪基體，8.副邊導(dǎo)磁材料，9.副邊線圈，10.副邊環(huán)氧固化填充劑，11.砂輪結(jié)塊，12.變幅桿，13.前蓋板，14.壓電陶瓷片，15.粘接劑，16.連接螺釘，17.電極片，18.后蓋板，19.主軸前法蘭，20.機(jī)床主軸，21.磨床床身擋板，22.螺釘，23.主軸后法蘭，24.工件，25.超聲電源。具體實(shí)施方式以下，結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步描述。非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置包括旋轉(zhuǎn)端和固定端兩部分。旋轉(zhuǎn)端主要包括砂輪基體7，安裝在砂輪基體外圓端面圓孔內(nèi)的超聲振動(dòng)換能器6，副邊導(dǎo)磁材料8，副邊線圈9，副邊環(huán)氧固化填充劑10；固定端主要包括原邊線圈固定板1，原邊導(dǎo)磁材料2，原邊線圈3和原邊環(huán)氧固化填充劑4。旋轉(zhuǎn)端中的砂輪基體7材料為45鋼，結(jié)構(gòu)為內(nèi)接于Φ200mm圓的28等邊圓盤，內(nèi)孔直徑為尺寸Φ42mm，厚度為20mm，在砂輪基于28個(gè)端面中心，分別開有直徑為14mm、深16.5mm和直徑為18.4mm、深12mm的臺(tái)階圓孔，砂輪基體的一側(cè)面開有深為15mm、寬為10mm的環(huán)槽，且每一個(gè)臺(tái)階圓孔底面都有一個(gè)直徑為Φ2mm的小孔與環(huán)槽相通。超聲振動(dòng)換能器6外輪廓為圓柱形，其主要包括前蓋板13和依次套設(shè)在前蓋板13螺柱上的壓電陶瓷片14、電極片17和后蓋板18，前蓋板18設(shè)有聯(lián)接用的法蘭盤。壓電陶瓷片14和電極片17通過前蓋板13的螺柱與后蓋板18的螺紋壓緊固定；利用連接螺釘16將變幅桿12與前蓋板13聯(lián)接，砂輪結(jié)塊11則通過粘接劑15將其粘結(jié)到變幅桿的外端面。其中壓電陶瓷片14材料為PZT-8，尺寸為：Φ10×Φ5×2mm，壓電陶瓷片14的片數(shù)為2。將超聲振動(dòng)換能器6裝入砂輪基體7端面的臺(tái)階圓孔內(nèi)時(shí)，先將由前蓋板13、壓電陶瓷片14、電極片17和后蓋板18裝配起來的超聲換能器部件裝入臺(tái)階孔，由螺紋壓板5旋進(jìn)臺(tái)階孔壓緊并固定前蓋板13上的法蘭；在完成固定后，用連接螺釘16將變幅桿12與前蓋板13連接，再用粘接劑15將砂輪結(jié)塊11粘接到變幅桿的前端面，完成超聲振動(dòng)換能器與砂輪基體的裝配。副邊導(dǎo)磁材料8為坡莫合金，結(jié)構(gòu)為Φ128×Φ72×10.5mm的圓環(huán)，在一側(cè)端面開有Φ125×Φ75×8.5mm的環(huán)形槽，靠另一側(cè)面的外圓面上鉆有28個(gè)直徑為Φ2mm的圓孔，與副邊導(dǎo)磁材料8環(huán)形槽相通，并與砂輪基體7內(nèi)28個(gè)直徑Φ2mm的小孔正對(duì)相通，作為連接超聲振動(dòng)換能器6和副邊線圈9的導(dǎo)線連接通道。副邊導(dǎo)磁材料采用過盈配合的方式安裝至砂本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置，包括磨床基體、設(shè)置在磨床基體上的主軸以及固定在所述主軸上的砂輪基體，其特征在于：在所述磨床基體上設(shè)置有一與所述砂輪基體相靠近的原邊磁芯安裝座，在所述砂輪基體和原邊磁芯安裝座上相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別設(shè)有環(huán)形槽；在所述砂輪基體的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸副邊線圈組件，在所述原邊磁芯安裝座的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸原邊線圈組件；所述非接觸電能傳輸副邊線圈組件包括副邊罐型磁芯、副邊線圈和固化填充劑，所述副邊線圈用固化填充劑安裝于副邊罐型磁芯中；所述非接觸電能傳輸原邊線圈組件包括原邊罐形磁芯、副邊線圈以及固化填充劑，所述原邊線圈用固化填充劑安裝于原邊罐型磁芯中；所述原邊磁芯與副邊磁芯端面平行相對(duì)，兩者端面相對(duì)間隙為0.5?2mm；在所述砂輪基體輪緣端面圓周方向均勻分布一圈換能器安裝孔，每個(gè)所述換能器安裝孔均與所述砂輪基體的環(huán)形槽相通，在每個(gè)所述換能器安裝孔內(nèi)安裝有超聲振動(dòng)換能器，所述副邊線圈的引出線與所述超聲振動(dòng)換能器電連接；所述超聲振動(dòng)換能器包括前蓋板、后蓋板以及固定在前蓋板與后蓋板之間的壓電陶瓷片和電極片，在所述前蓋板上連接有一變幅桿，在所述變幅桿上設(shè)置有砂輪結(jié)塊。...

【技術(shù)特征摘要】
1.非接觸旋轉(zhuǎn)超聲砂輪磨削裝置，包括磨床基體、設(shè)置在磨床基體上的主軸以及固定在所述主軸上的砂輪基體，其特征在于：在所述磨床基體上設(shè)置有一與所述砂輪基體相靠近的原邊磁芯安裝座，在所述砂輪基體和原邊磁芯安裝座上相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別設(shè)有環(huán)形槽；在所述砂輪基體的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸副邊線圈組件，在所述原邊磁芯安裝座的環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有非接觸電能傳輸原邊線圈組件；所述非接觸電能傳輸副邊線圈組件包括副邊罐型磁芯、副邊線圈和固化填充劑，所述副邊線圈用固化填充劑安裝于副邊罐型磁芯中；所述非接觸電能傳輸原邊線圈組件包括原邊罐形磁芯、副邊線圈以及固化填充劑，所述原邊線圈用固化填充劑安裝于原邊罐型磁芯中；所述原邊磁芯與副邊磁芯端面平行相對(duì)，兩者端面相對(duì)間隙為0.5-2mm；在所述砂輪基體輪緣端面圓周方向均勻分布一圈換能器安裝孔，每個(gè)所述換能器安裝孔均與所述砂輪基體的環(huán)形槽相通，在每個(gè)所述換能器安裝孔內(nèi)安裝有超聲振動(dòng)換能器，所述副邊線圈的引出線與所述超聲振動(dòng)換能...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇宏華，陳玉榮，傅玉燦，朱傳宇，張煒，徐九華，殷振，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32