一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭制造技術

一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，包括鉆頭，其特征在于它是由外殼、壓電晶體、壓電晶體控制器、彈簧墊片、不銹鋼保護罩及固定螺釘所構成，所說的壓電晶體置于不銹鋼保護罩內(nèi)構成一振動體，不銹鋼保護罩與鉆頭座間有彈簧墊片，外殼依固定螺釘與不銹鋼保護罩相連接，所說的連接鉆頭的鉆頭座上有錐臺狀鉆頭固定孔；所說的壓電晶體控制器依導線連接壓電晶體。（*該技術在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種鉆頭，特別是一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭。
技術介紹
目前，鉆削加工是機械加工領域的一項重要技術，由于鉆削加工是在容屑空間有限的半封閉狀態(tài)下進行，因此，切削液難以注入到切削區(qū)，切屑、刀具與工件之間的摩擦很大，尤其在長時間連續(xù)切削的情況下，產(chǎn)生大量高溫切屑和很高的切削溫度，使刀具易磨損、加工精度降低，使廢品率升高。為此，如何控制切屑使之能夠順利排出，是深孔加工尤其是小直徑深孔加工必須優(yōu)先解決的問題。常規(guī)的深孔加工刀具是依靠在切削刃上開出合適的斷屑臺來強制斷屑，但這種刀具的可操作性差，難以準確把握切屑尺寸。同時，隨著科學技術的發(fā)展，更多具有特殊性能的工程結構材料投入使用，它們的鉆削加工性更差，斷屑也愈加固難，常規(guī)的深孔加工刀具已落后于現(xiàn)代制造業(yè)對材料和精度的要求，因此，必須研究開發(fā)新的鉆削加工工具。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于設計一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，它使深孔加工和難加工材料加工中的上述麻煩得以解決，是一種實用性強的新型振動鉆頭。本技術的技術方案一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，包括鉆頭，其特征在于它是由外殼、壓電晶體、壓電晶體控制器、彈簧墊片、不銹鋼保護罩及固定螺釘所構成，所說的壓電晶體置于不銹鋼保護罩內(nèi)構成一振動體，不銹鋼保護罩與鉆頭座間有彈簧墊片，外殼依固定螺釘與不銹鋼保護罩相連接，所說的連接鉆頭的鉆頭座上有錐臺狀鉆頭固定孔；所說的壓電晶體控制器依導線連接壓電晶體。上述所說的外殼固定端可以是法蘭式、也可以是錐臺式。上述所說的外殼上的壓電晶體安裝孔可以是圓周四等份、也可以為圓周三等份或圓周二等份。上述所說的外殼上的連接鉆頭的鉆頭座可以是錐臺狀鉆頭固定孔、也可以為三爪式卡盤。本技術的工作原理為在振動鉆削加工中，壓電晶體和不銹鋼保護罩、彈簧墊片、外殼、鉆頭及負載共同組成一個振動系統(tǒng)，通過改變控制器輸出頻率調(diào)整系統(tǒng)響應的振動數(shù)、用輸出電流值控制鉆頭的振動幅值。當系統(tǒng)諧振時，鉆頭具有最大振幅，所需要的能量最小。若壓電晶體的振動頻率偏離系統(tǒng)諧振頻率，鉆頭振幅就會減小，為保持振幅穩(wěn)定，就必須增加輸出能量。諧振系統(tǒng)的諧振頻率主要由系統(tǒng)的等效質(zhì)量和鉆頭的幾何形狀決定，但是，由于系統(tǒng)的發(fā)熱，諧振點會有一定的漂移；而負載的變化，會引起諧振率率在更大范圍內(nèi)發(fā)生變化。尤其是當?shù)都馀c工件接觸的瞬時，負載變化劇烈，導致諧振點大幅度變化，嚴重時會超出壓電晶體控制器的最大輸出功率而發(fā)生振動停止現(xiàn)象。因此，使壓電晶體控制器能夠根據(jù)系統(tǒng)的負載變化情況，自動調(diào)整振動頻率，使其保持工作在諧振點附近，用最小能量獲得最大振幅，以保持持續(xù)、穩(wěn)定的振動鉆削。本技術的使用方法與工作過程為不銹鋼護罩內(nèi)的壓電晶體和不銹鋼護罩組成一個振動體，經(jīng)彈簧墊片傳到與外殼聯(lián)體的鉆頭座上，外殼的鉆頭座帶動鉆頭一起振動。壓電晶體控制輸出頻率為f＝20～50kHz的電流，使鉆頭獲得振幅A＝10～25um、沿著鉆削用量方向上的高頻振動。在鉆削加工中，利用壓電晶體驅(qū)使鉆頭上下振動，將有限的加工能量集中為脈沖形式而斷續(xù)地放出、使連續(xù)的加工過程轉(zhuǎn)變?yōu)閿嗬m(xù)的瞬時加工，使鉆屑能分割成小微段，適合在深孔和纖維材料(系難加工材料)的鉆孔加工中，提高加工精度。振動鉆削是在傳統(tǒng)鉆削過程中給鉆頭施以某種參數(shù)(例如、振動頻率f和振幅A)可控制的有規(guī)律的振動。在鉆削加工過程中，刀具與工件之間周期性地離開和接觸，鉆削進給量和速度的大小在不斷地變化，由于鉆削速度的變化而產(chǎn)生的相對加速度的出現(xiàn)，使得振動鉆削可以利用所加振動參數(shù)與切削用量的匹配關系，人為控制切屑的形成過程，即不論加工何種工件材料，采取何種鉆削用量和刀具角度都能可靠地斷屑，完全改變了斷屑效果依賴斷屑臺尺寸及鉆削用量的傳統(tǒng)模式，實現(xiàn)了對切屑尺寸的自主控制，這對于排屑困難的深孔加工具有重要意義，有效地解決了深孔加工中的斷屑和排屑問題。本技術的優(yōu)越性在于1、適用于難加工的特殊工程結構的材料、纖維材料等的鉆孔，能得到較高的加工精度；2、能夠用于深孔的鉆削與高精度鉆削，提高了加工質(zhì)量和效率；3、在壓電晶體和外殼之間安裝了彈簧墊片能有效地保護壓電晶體，減小安裝誤差對壓電晶體的損傷；4、壓電晶體安裝在外殼內(nèi)部，使外殼有很強的抗扭轉(zhuǎn)強度；5、壓電晶體式振動鉆削裝置的振動參數(shù)易于控制；6、結構簡單、造價低廉、調(diào)解便利、使用和維護方便，因此可便于廣泛應用。附圖說明附圖為本技術所涉一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭的整體結構示意圖。其中1為外殼、2為壓電晶體、3為不銹鋼保護罩、4為彈簧墊片、5為鉆頭、6為固定螺釘、7為安裝孔。具體實施方式實施例一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭(見圖)，包括鉆頭，其特征在于它是由外殼1、壓電晶體2、壓電晶體控制器、彈簧墊片4、不銹鋼保護罩3及固定螺釘6所構成，所說的壓電晶體2置于不銹鋼保護罩3內(nèi)構成一振動體，不銹鋼保護罩3與鉆頭座間有彈簧墊片4，外殼1依固定螺釘6與不銹鋼保護罩3相連接，所說的連接鉆頭的鉆頭座上有錐臺狀鉆頭固定孔(見圖)；所說的壓電晶體控制器依導線連接壓電晶體2。上述所說的外殼1是法蘭式。上述所說的外殼1上的壓電晶體安裝孔為圓周四等份(見圖)。權利要求1.一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，包括鉆頭，其特征在于它是由外殼、壓電晶體、壓電晶體控制器、彈簧墊片、不銹鋼保護罩及固定螺釘所構成，所說的壓電晶體置于不銹鋼保護罩內(nèi)構成一振動體，不銹鋼保護罩與鉆頭座間有彈簧墊片，外殼依固定螺釘與不銹鋼保護罩相連接，所說的連接鉆頭的鉆頭座上有錐臺狀鉆頭固定孔；所說的壓電晶體控制器依導線連接壓電晶體。2.根據(jù)權利要求1所說的一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，其特征在于所說的外殼可以是法蘭式、也可以是錐臺式。3.根據(jù)權利要求1所說的一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，其特征在于所說的外殼上的壓電晶體安裝孔可以為圓周四等份、也可以為圓周三等份或圓周二等份。4.根據(jù)權利要求1所說的一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，其特征在于所說的外殼上的連接鉆頭的鉆頭座也可以為三爪卡盤式。專利摘要一種用于深孔與難加工材料的振動鉆頭，包括鉆頭，其特征在于它是由外殼、壓電晶體、壓電晶體控制器、彈簧墊片、不銹鋼保護罩及固定螺釘所構成，所說的壓電晶體置于不銹鋼保護罩內(nèi)構成一振動體，不銹鋼保護罩與鉆頭座間有彈簧墊片，外殼依固定螺釘與不銹鋼保護罩相連接，所說的連接鉆頭的鉆頭座上有錐臺狀鉆頭固定孔；所說的壓電晶體控制器依導線連接壓電晶體。本技術的優(yōu)越性在于適用于難加工的特殊工程結構的材料、纖維材料等的鉆孔，能得到較高的加工精度；能夠用于深孔鉆削與高精度鉆削，提高了加工質(zhì)量和效率；彈簧墊片保護壓電晶體，減小安裝誤差對壓電晶體的損傷；結構簡單、造價低廉、調(diào)解便利、使用和維護方便，因此可便于廣泛應用。文檔編號B23B47/34GK2584328SQ02290929公開日2003年11月5日 申請日期2002年12月13日 優(yōu)先權日2002年12月13日專利技術者李連進, 解寧, 胡廣大 申請人:天津理工學院本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李連進，解寧，胡廣大，
申請(專利權)人：天津理工學院，
類型：實用新型
國別省市：