技术领域
[0001] 本
发明属于
超声波加工领域，尤其涉及一种旋转式超声波加工机。
背景技术
[0002] 超声加工是利用超声频作小振幅振动的刀具，并通过它与
工件之间游离于液体中的
磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步
破碎的特种加工设备。如图5所示，超声波加工机主要包括顺次布置的超声波发生器1、换能器2、变幅杆3和刀具4，刀具4和工件间设有磨料悬浮液，另外，还设有升降装置，使刀具4可以上下移动。
[0003] 超声波加工机的原理在于：利用超声波发生器1将工频交流
电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡，换能器2将超声频电振荡转变为超声机械振动，通过振幅扩大棒（变幅杆3）使固定在变幅杆端部的刀具振产生超声波振动，迫使磨料悬浮液高速地不断撞击、抛磨被加工表面使工件成型。超声波切割具有切口光滑、牢靠，切边准确，不会
变形，不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点。然而，超声波加工的缺点也很明显，由于主要是采用振动刮磨的方式进行加工，其加工速度较慢，效率不高。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种可提高加工速度的旋转式超声波加工机。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种可提高加工速度的旋转式超声波加工机，包括能使工件台移动的升降装置，从上至下依次连接的超声波发生器、换能器、变幅杆和刀具，其中，
[0006] 还包括伺服
电机，
伺服电机的输出端与超声波发生器连接；
[0007] 所述升降装置包括固定连接的机座和
支架，伺服电机固定在支架上，机座包括底座、夹爪和
丝杆；支架固定在底座上，底座与丝杆
螺纹连接，丝杆与夹爪固定连接，夹爪上设有
手柄；
[0008] 所述变幅杆设有中空的腔体，变幅杆上设有进液口，进液口与所述腔体连通，变幅杆与换能器固定的相对端设有用于容纳刀具的球窝；
[0009] 所述刀具为表面设有磨料层的球体，球体的表面设有凹槽，球窝的深度大于球体的半径且小于球体的直径，球体滚动设置在球窝中。
[0010] 本发明的原理和有益效果在于：
[0011] 在加工过程中,磨料以很高的
频率不断锤击工件表面,同时旋转运动使磨料悬浮液中的磨料不断磨削工件，在超声振动和旋转运动共同作用下，锤击和磨削作用相互
叠加,对工件进行加工，同时，悬浮切割液在加工过程中不断循环进出,在工具的超声振动下产生
空化效应,加快了材料去除，加工效率更高。
[0012] 伺服电机的输出端与超声波发生器连接，由于超声波发生器与换能器、变幅杆和刀具顺次连接，则刀具在振动时，伴随着旋转运动，从而带动磨料以刮擦的方式对工件进行加工。升降装置则用于使工件移动，以保证刀具始终可以
接触到工件。变幅杆为中空的腔体，变幅杆上设有进液口，变幅杆与换能器固定的相对端设有用于容纳刀具的球窝；磨料悬浮液从进液口进入到变幅杆中，刀具滚动时，能将腔体内的磨料悬浮液带出，对工件进行刮磨，同时，磨料悬浮液还具有冷却的作用。刀具为表面设有磨料层的球体，球体的表面设有凹槽，球窝的深度大于球体的半径且小于球体的直径，球体滚动设置在球窝中，当刀具转动时，设置在其表面的耐磨层对工件有很好的打磨作用，增加了打磨的效率，并且，腔体中的磨料悬浮液能从凹槽中出来，弥补了刀具滚动时，磨料悬浮液出来的量不足的缺点。
[0013] 与传统的超声波加工机相比，本发明增加了伺服电机的设置，在超声振动和旋转运动共同作用下，锤击和磨削作用相互叠加,对工件进行加工；并且，刀具本身在旋转的作用下，对工件也有很好的打磨作用，大大的增加了加工的效率。
[0014] 进一步，变幅杆为下小上大的阶梯型变幅杆。与圆锥型和指数型的变幅杆相比，阶梯型变幅杆的振动放大倍数最大，且其制作工艺也更简单。
[0015] 进一步，所述磨料层为
碳化
硼或金刚石或电刚玉。根据不同的加工材料选用不同的磨料层。碳化硼磨料层适合加工硬质
合金和淬火
钢，金刚石磨料层适合加工金刚石和
宝石，电刚玉磨料层适合加工玻璃和
石英。
[0016] 进一步，换能器为
压电换能器，与
磁致伸缩换能器相比，压电换能器成本更低，效率更高，适应性和
波形的
频率范围更广。
[0017] 进一步，凹槽的槽深小于球体半径的五分之一。凹槽不易过深，防止磨料悬浮液大量流出。
附图说明
[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0019] 图1为本发明旋转式超声波加工机的
实施例的结构示意图；
[0020] 图2为本发明旋转式超声波加工机的实施例的结构示意图；
[0021] 图3为本发明旋转式超声波加工机的实施例的爆炸图；
[0022] 图4为本发明旋转式超声波加工机的实施例中刀具的结构示意图；
[0023] 图5为传统超声波加工机的结构示意图。
具体实施方式
[0024] 图1-图4的附图说明中的附图标记为：升降装置1，底座100，丝杆101，夹爪102，手柄103，支架104，伺服电机2，超声波发生器3，压电换能器4，变幅杆5，刀具6。
[0025] 如图1、图2和图3所示，本发明提供一种旋转式超声波加工机，包括伺服电机2、超声波发生器3、压电换能器4、变幅杆5、刀具6和升降装置1。升降装置1包括机座和支架104，机座包括底座100、丝杆101和夹爪102，支架104
焊接在底座100上，底座100上设有与丝杆101相互匹配的
螺纹孔，丝杆的101上端设有夹爪，夹爪102用于固定工件，夹爪102上设有手柄103，转动手柄103即可完成夹爪102的升降。
[0026] 两个支架104的上端焊接有固定杆，固定杆与伺服电机2焊接在一起，用于固定伺服电机2。伺服电机2的输出端与超声波发生器3连接，超声波发生器3的超声波发出端与压电换能器4连接，压电换能器4的下端
螺纹连接有变幅杆5，压电换能器5将超声波能转换为机械能并传递给变幅杆5，变幅杆5呈下小上大的阶梯型，变幅杆5内设有中空的腔体，变幅杆5上进液口，进液口与所述腔体连通。如图4所示，变幅杆5的下端还设有用于容纳刀具6的球窝，刀具6为球体，球体上通过烧制的方法将磨料固定在球体的表面，形成磨料层。根据不同的加工材料选用不同的磨料层。碳化硼磨料层适合加工硬质合金和淬火钢，金刚石磨料层适合加工金刚石和宝石，电刚玉磨料层适合加工玻璃和石英。刀具6上还设有凹槽，凹槽的槽深小于球体半径的五分之一，凹槽不易过深，防止磨料悬浮液大量流出。
[0027] 具体工作时，安装好本装置。将工件放入夹爪102中固定牢固，将磨料悬浮液通过变幅杆5的进液口加入变幅杆5的腔体中，并在工件的凹槽中加入适量的磨料悬浮液。开启超声波发生器3，预热1分钟后，开启伺服电机2，即可对工件进行加工。加工过程中，根据实际情况转动手柄103，来调节工件的
位置，使工件可以和刀具间歇性的接触，以便磨料悬浮液可以从变幅杆5中流出。
[0028] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和
专利的实用性。
