一种金属轴类零件车削低应力调控装置的制作方法

本发明涉及超声波低应力机械加工领域，具体为一种金属轴类零件车削低应力调控装置。

背景技术：

1、金属轴类零件加工一直是传统机械加工的难题，在传统车削过程中，由于切削力的作用，工件表面会受到较大的残余应力，残余应力是有害的，难以有效控制，导致零件产生不可预测的几何形变、断裂或加剧腐蚀。受零件结构刚性的限制，残余应力已经成为影响零件加工精度的不可忽略的问题，因此，需要改进增加超声波换能器的方式以减小金属轴类零件在制造过程中的内部残余应力，降低其在使用过程中的应力集中程度，对于提高零件的强度、延长使用寿命和提高安全性能具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种金属轴类零件车削低应力调控装置，通过设计低应力调控装置，并结合超声波换能器来进行机械加工的方式，通过利用高能声束，以此来实现有效无损的消除加工过程中的残余应力，减小产品因残余应力引起的变形，保证了金属轴类零件的加工精度。

2、本发明的技术方案为：

3、一种金属轴类零件车削低应力调控装置，包括车床固定座、变幅杆、超声波换能器、轴承、主轴卡盘；所述的车床固定座是通过螺栓与车床主轴箱连接固定，其内圆弧面与主轴卡盘有轴承转动，所述的变幅杆通过螺栓和弹簧柔性安装在车床固定座外圆弧表面的端面上，所述超声波换能器通过螺栓将发射端与变幅杆相连接。

4、进一步的优选方案，所述车床固定座底部为方形，四个角上有固定孔，通过螺栓与车床主轴箱固定，车床固定座顶部为圆形，安装时将主轴卡盘通过内圆心，外圆表面有端面。

5、进一步的优选方案，所述变幅杆可以设置多个，通过螺栓和弹簧与车床固定座连接固定，穿过安装孔与主轴卡盘同轴心契合且与轴承相接触。

6、进一步的优选方案，所述超声波换能器可以设置多个，通过螺栓将变幅杆与超声波换能器发射端面连接，其整体固定在车床固定座外圆表面端面上。

7、进一步的优选方案，在零件车削开始时，启动超声波换能器，提高消减与均化车削过程中产生的残余应力。

8、进一步的优选方案，在零件车削结束后，持续启动超声波换能器，调控零件车削完成后存在的残余应力。

9、本发明通过设计低应力调控装置，并结合超声波换能器来进行机械加工的方式，以此来实现有效无损的消除加工过程中的残余应力，减小产品因残余应力引起的变形，保证了金属轴类零件的精度。

10、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种金属轴类零件车削低应力调控装置，其特征在于，包括车床固定座（1）、变幅杆（2）、超声波换能器（3）、轴承（4）、主轴卡盘（5）；所述的车床固定座（1）是通过螺栓1（1001）与车床主轴箱连接固定，其内圆弧面与主轴卡盘（5）之间有轴承（4）转动。所述的变幅杆（2）通过螺栓2（1002）和弹簧（1003）柔性安装在车床固定座（1）外圆弧表面的端面上，所述超声波换能器（3）通过螺栓3（1004）将发射端与变幅杆（2）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种金属轴类零件车削低应力调控装置，其特征在于：所述的车床固定座（1）底部为方形，四个角上有固定孔，通过螺栓1（1001）与车床主轴箱固定，车床固定座（1）顶部为圆形，安装时将主轴卡盘（5）通过内圆心，外圆表面有端面。

3.根据权利要求1所述的一种金属轴类零件车削低应力调控装置，其特征在于：所述变幅杆（2）可以设置多个，通过螺栓2（1002）和弹簧（1003）与车床固定座（1）连接固定，穿过安装孔与主轴卡盘（5）同轴心契合且与轴承相接触。

4.根据权利要求1所述的一种金属轴类零件车削低应力调控装置，其特征在于：所述超声波换能器（3）可以设置多个，通过螺栓3（1004）将变幅杆与超声波换能器（3）发射端面连接，其整体固定在车床固定座（1）外圆表面端面上。

5.根据权利要求1所述的一种金属轴类零件车削低应力调控装置，其特征在于：所述主轴卡盘（5）为圆形，直接连接在所需车床上，与主轴箱相连接固定，其整体不在调控装置范围内。

技术总结
本发明提出一种金属轴类零件车削低应力调控装置，包括车床固定座，车床固定座上外圆弧面安装有变幅杆和超声波换能器，车床固定座穿过车床主轴卡盘，固定在主轴箱上，其与车床卡盘之间有轴承转动；超声波换能器设置有多个，换能器的发射端朝向主轴卡盘圆弧面，变幅杆分别设置在超声波换能器与车床固定座之间，变幅杆的一端安装在发射端上，另一端与轴承外圆弧面相贴合。该低应力调控装置通过超声波换能器对车床主轴卡盘机械加工时产生的残余应力进行调控，实现有效无损的消除加工过程中的残余应力，减小产品因残余应力引起的变形，保证了金属轴类零件的精度。本发明适用于不同直径金属轴类零件，提升了残余应力消除效率，并且节省了生产时间。

技术研发人员：李鑫,田志丹,贺冠超,胥欢,程世杰
受保护的技术使用者：康硕（山西）低应力制造系统技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27