本创新设计聚焦于旋转超声加工技术,详细介绍了一种新型纵弯复合旋转超声振动异形变幅杆。该变幅杆结构由单激励纵向振动输入部、变幅杆传递部、振动节点部及动平衡部组成,旨在提升加工效率和精度。
背景技术
目前,二维超声振动辅助加工装置一般有工具振动和工件振动两大类,在旋转超声振动辅助加工当中,实现二维超声振动辅助加工装置一般是采用二维工件振动或者是工件一维振动和工具一维振动的复合振动模式;而工件振动受到工件的限制,使用工具振动可以克服这一缺点;对于二维超声工具振动辅助加工装置,一般有两种,单激励二维超声工具振动和多激励二维超声工具振动,而多激励二维超声工具振动因为结构复杂所以不适合于旋转超声振动辅助加工;单激励超声工具振动装置实现二维超声振动有两种方式:一种是通过改变压电陶瓷的振动形式,另一种是通过改变变幅杆的形状,由于这类变幅杆的形状不对称,质量偏心严重,因此,这类变幅杆很难应用于二维旋转超声工具振动辅助加工的场景下。
公开号为CN211940132U的中国实用新型专利,公开了一种纵振转弯超声振动变幅杆,该装置包括输入部、弯振输出部、振动节点部、分振孔和非对称凹槽,该装置可以实现将输入部单一纵向振动转换为弯曲振动;公开号为CN117086648A的中国发明专利,公开了一种控制椭圆振动形态的变幅杆,该装置包括输入部、输出部、圆弧过渡段,该装置可以实现根据圆弧过渡段偏心距离的不同得到不同形态大小的椭圆振动轨迹;公开号为CN115056046A的中国发明专利,公开了一种二维压电异形变幅杆超声研抛装置,该装置包括换能器、预紧螺栓、联接杆、柔性杆、异形变幅杆,该装置可以实现纵弯振动的同时,提供由于重力变化导致的谐振频率漂移和纵弯振动方向的位移补偿;公开号为CN110212425A的中国发明专利,公开了超声单激励椭圆振动磨削设计方法及装置,该装置包括换能器、变幅杆、预应力螺栓、螺帽、杯型砂轮,该装置可以实现纵-弯-纵三种振型的复合,形成椭圆阵型的振动轨迹。
上述专利均可以实现变幅杆前端的纵弯二维振动,但是因为结构的不对称性导致难以在旋转加工的系统当中与旋转工具一起使用,因为旋转加工系统输出的是旋转运动,现有的变幅杆由于结构不对称而引起的质心偏心,因此在旋转过程中会产生严重的动不平衡问题,或者是结构太过于复杂,不适用于与旋转加工工具一同使用,亦或是纵弯振动的实现依赖于与变幅杆连接的工具的形状,使应用范围受到了很大的局限性。
实现思路