CN108115162B - 超声波辅助加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波辅助加工装置,包含加工工具、第一共振杆、第二共振杆以及超声波振动子。第一共振杆具有第一非封闭式缺口。第二共振杆具有第二非封闭式缺口。超声波振动子经第一共振杆与第二共振杆两个的至少其中之一传递超声波振动。当加工工具执行加工时,第一非封闭式缺口与第二非封闭式缺口环绕于加工工具的周围。非拘束式结构的共振杆设计,配合气缸、连杆机构等方式与工具机整合动作,达到刀具、电极等加工工具更方便更换的需求,以符合自动化生产的产业应用需求。
Description
技术领域
本发明是有关于一种加工装置,特别是有关于一种超声波辅助加工装置。
背景技术
超声波辅助加工装置利用超声波的振动辅助微孔加工时加工屑的排除,例如利用刀具或电极进行微细孔加工时,超声波振动即能有效移除加工时细孔内的材料。当孔尺寸小、孔径比大时,不论是机械钻孔、微放电加工等加工工艺,其加工屑都因为孔与刀具、电极之间的间隙非常小不易排除,而导致刀具施力增加后反造成刀具损坏或加工失败。又例如在微放电工艺中,加工屑不易排除,而导致加工效率不佳或无法加工大孔径比的孔洞需求,故以超声波辅助加工解决上述工艺问题。
目前的超声波辅助加工装置利用共振杆传递超声波至加工孔处。共振杆的尾端具有贯通孔,可供加工工具穿过而能对待加工物件的表面钻孔。因为目前共振杆上的贯通孔是封闭式的结构,使得加工工具脱离贯通孔只有一个自由度,不利于产业大量生产进行自动化生产所需。
有鉴于上述的问题,如何更弹性的应用超声波以辅助自动化生产中的孔洞加工,是目前有待努力之处。
发明内容
因此,本发明的一目的是在提供一种超声波辅助加工装置,借以解决上述封闭式贯通孔拘束加工工具脱离自由度的问题。
根据本发明的上述目的,提出一种超声波辅助加工装置,其包含加工工具、第一共振杆、第二共振杆、超声波振动子以及供液单元。第一共振杆具有第一非封闭式缺口。第二共振杆具有第二非封闭式缺口。超声波振动子经第一共振杆与第二共振杆两个的至少其中之一传递超声波振动。供液单元用以提供加工液至加工工具的一端与待加工物件接触的加工位置。当加工工具执行加工时,第一非封闭式缺口与第二非封闭式缺口环绕于加工工具的所述一端的周围。
依据本发明的一实施例,当加工工具执行加工时,第一非封闭式缺口与第二非封闭式缺口相对于加工工具彼此对称。
根据本发明的上述目的,提出一种超声波辅助加工装置,其包含加工工具、第一共振杆、第二共振杆、超声波振动子以及供液单元。第一共振杆具有第一非封闭式缺口。超声波振动子经第一共振杆与第二共振杆传递超声波振动。供液单元用以提供加工液至加工工具的一端与待加工物件接触的加工位置。当加工工具执行加工时,第一非封闭式缺口与第二共振杆的端部环绕于该加工工具的所述一端的周围。
依据本发明的一实施例,第一共振杆与第二共振杆至少其中之一具有枢轴,使其能于非加工时旋动离开加工工具。
依据本发明的一实施例,第一共振杆与第二共振杆至少其中之一内具有加工液流道及出液孔,供液单元连通至加工液流道。
依据本发明的一实施例,该出液孔开设于第一共振杆与第二共振杆至少其中之一的端部。
根据本发明的上述目的,提出一种超声波辅助加工装置,其包含加工工具、共振杆、超声波振动子以及供液单元。共振杆具有非封闭式缺口。超声波振动子经共振杆传递超声波振动。供液单元用以提供加工液至加工工具的一端与待加工物件接触的加工位置。当加工工具执行加工时,非封闭式缺口环绕于加工工具的所述一端的周围。
依据本发明的一实施例,共振杆内具有加工液流道及出液孔,供液单元连通至加工液流道。
依据本发明的一实施例,该出液孔是开设于共振杆的端部。
依据本发明的一实施例,供液单元连通至加工液喷头。
应用本发明上述的超声波辅助加工装置,其非拘束式结构的共振杆设计,配合气缸、连杆机构等方式与工具机整合动作,达到刀具、电极等加工工具更方便更换的需求,以符合自动化生产的产业应用需求。
附图说明
为让本的发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,的结合附图详细说明如下:
图1是绘示根据本的发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置侧视的示意图;
图2是绘示根据本的发明的另一实施例所述的超声波辅助加工装置侧视的示意图;
图3是绘示根据本的发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图;
图4是绘示根据本的发明的另一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图;
图5是绘示根据本的发明的再一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图;
图6是绘示根据本的发明的又一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图;
图7是绘示根据本的发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时单一共振杆与加工工具的俯视示意图;以及
图8是绘示图7的单一共振杆与加工工具于加工时的侧视的示意图。
具体实施方式
为解决此上述问题,本发明提供一种超声波辅助加工装置,其共振杆具有相对于加工刀具/电极非拘束式的设计,可有效达成超声波振动与刀具/电极交换功能进行自动化生产,符合产业应用需求。
请参照图1,其绘示根据本发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置侧视的示意图。超声波辅助加工装置100a包含加工工具102、第一共振杆106a、第二共振杆106b以及供液单元104。在本实施例中,加工工具102可以是放电加工的放电电极、钻头、铣刀或其它能在待加工物件101表面形成孔洞101a的加工工具。供液单元104用以提供加工液至加工工具102与待加工物件101接触的加工位置。在本实施例中,供液单元104连接加工液喷头104a,使加工液由加工液喷头104a向外送出至加工位置。当加工工具102执行钻孔加工时,加工液喷头104a向正在加工的位置喷洒加工液,第一共振杆106a与第二共振杆106b的端部环绕于加工工具102的周围。超声波振动子110经第一共振杆106a与第二共振杆106b两个的至少其中之一传递超声波振动至加工的位置,换言之,超声波振动子110可设置连接于第一共振杆106a或第二共振杆106b,或两边皆设置超声波振动子110。第一共振杆106a、第二共振杆106b与待加工物件101上表面的间隙用以保留加工液103,使得超声波振动能经共振杆、加工液而有效传递至孔洞101a内,以加速加工屑排出。
在本实施例中,第一共振杆106a与第二共振杆106b各具有枢轴108a与枢轴108b,使其能在非加工时旋动离开加工工具102(例如沿图中的箭头方向)。当加工工具102因消耗、磨损或其它因素而需更换时,可移开第一共振杆106a及/或第二共振杆106b,而使加工工具102便于更换,旋动的方向则可依需求调整。第一共振杆106a及/或第二共振杆106b可配合气缸、连杆机构等方式与工具机整合动作,达到刀具、电极自动交换的功能,以符合自动化生产的产业应用需求。
在其它实施例中,图1的实施例也可能使超声波辅助加工装置100a整体均浸泡于加工液中执行加工,例如使用容器容纳加工液,而使加工工具102、第一共振杆106a、第二共振杆106b与待加工物件101均浸泡于加工液中以执行加工。
请参照图2,其绘示根据本发明的另一实施例所述的超声波辅助加工装置侧视的示意图。超声波辅助加工装置100b与超声波辅助加工装置100a大体上设计相同,但供液单元104连通共振杆内的加工液流道112,使所提供的加工液经由共振杆内的加工液流道112及共振杆的自由端的出液孔112a流至正在加工的位置。加工液流道112可设计于第一共振杆106a或第二共振杆106b内,亦或两个皆有。出液孔是开设于共振杆的自由端,图2所绘示的出液孔112a是开设于共振杆106a的自由端的下表面(即相对待加工物件的表面),惟本发明的实施并不以此为限,例如出液孔也可开设于共振杆的自由端相对加工工具102的表面(未绘示)。此外,图2所绘示的出液孔112a是单一开口,出液孔也可依实际需求设计为多个较小的开口。本实施例的第一共振杆106a与第二共振杆106b也可如图1的实施例各具有枢轴108a与枢轴108b,使其能在非加工时旋动离开加工工具102。
请参照图3,其绘示根据本发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图。超声波辅助加工装置的第一共振杆106a与第二共振杆106b是用以传递超声波振动至加工的位置(即图中加工工具102欲加工之处)。因此,当加工工具102施工时,第一共振杆106a与第二共振杆106b的端部是环绕于加工工具102的周围。在本实施例中,第一共振杆106a具有第一非封闭式缺口114a,第二共振杆106b具有第二非封闭式缺口114b。当加工工具102施工时,第一共振杆106a与第二共振杆106b的端部可靠近但不接合(预留间隙),而使第一非封闭式缺口114a与第二非封闭式缺口114b相对于加工工具102彼此对称。
请参照图4,其绘示根据本发明的另一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图。本图与图3的实施例不同处在于共振杆的形状与端部对应的方向。超声波辅助加工装置的第一共振杆106a’与第二共振杆106b’是用以传递超声波振动至加工的位置(即图中加工工具102欲加工之处)。因此,当加工工具102施工时,第一共振杆106a’与第二共振杆106b’的端部环绕于加工工具102的周围。在本实施例中,第一共振杆106a’具有第一非封闭式缺口114a’,第二共振杆106b’具有第二非封闭式缺口114b’。当加工工具102施工时,第一共振杆106a’与第二共振杆106b’的端部可靠近但不接合,而使第一非封闭式缺口114a’与第二非封闭式缺口114b’相对于加工工具102彼此对称。
请参照图5,其绘示根据本发明的再一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图。超声波辅助加工装置之第一共振杆106a与第二共振杆106b是用以传递超声波振动至加工的位置(即图中加工工具102欲加工之处)。因此,当加工工具102施工时,第一共振杆106a与第二共振杆106b的端部是环绕于加工工具102的周围。在本实施例中,第一共振杆106a具有第一非封闭式缺口114a,而第二共振杆106b的端部不具缺口。当加工工具102施工时,第一共振杆106a与第二共振杆106b的端部可靠近但不接合(如本图中所绘式)。
请参照图6,其绘示根据本发明的又一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时共振杆与加工工具的俯视示意图。超声波辅助加工装置之第一共振杆106c与第二共振杆106d是用以传递超声波振动至加工的位置(即图中加工工具102欲加工之处)。因此,当加工工具102施工时,第一共振杆106c与第二共振杆106d的端部系环绕于加工工具102的周围。在本实施例中,第一共振杆106c具有第一非封闭式缺口114c,而第二共振杆106c具有第二非封闭式缺口114d。当加工工具102施工时,第一共振杆106c与第二共振杆106d的端部可靠近但不接合(如本图中所绘式),而使第一非封闭式缺口114c与第二非封闭式缺口114d相对于加工工具102彼此对称。
本发明前述的图3~6的两个共振杆或其中之一均能在非加工时旋动或移动离开加工工具102。当加工工具102因消耗、磨损或其它因素而需更换时,可移开两共振杆或其中之一,而使加工工具102便于更换,旋动的方向则可依需求调整。共振杆的旋动或移动可配合气缸、连杆机构等方式与工具机整合动作,达到刀具、电极自动交换的功能,以符合自动化生产的产业应用需求。前述非封闭式缺口的形状亦可依加工工具外形而调整,可为半圆形、半椭圆形、矩形或其它外形。
请同时参照图7与图8,图7绘示根据本发明的一实施例所述的超声波辅助加工装置于加工时单一共振杆与加工工具的俯视示意图;图8是绘示图7的单一共振杆与加工工具于加工时的侧视示意图。本实施例是以单一共振杆实现非拘束式结构的方式,如图中所绘示单一共振杆106的端部的非封闭式缺口114仍环绕于加工工具102的周围,而使共振杆106与与待加工物件101表面之间保留加工液103,使得超声波振动能经共振杆106、加工液103而有效传递至孔洞101a内,以加速加工屑排出。此实施例也可有前述实施例的共振杆于非加工时旋动或移动离开加工工具以及供液单元相关等设计。
本发明前述的加工工具、共振杆、振动子以及供液单元等超声波辅助加工的设计能更轻易的应用或整合于各式自动化产线、大型设备中,使其应用领域能更加扩展。
综合以上,使用本发明上述的超声波辅助加工装置,其非拘束式结构的共振杆设计,配合气缸、连杆机构等方式与工具机整合动作,达到刀具、电极等加工工具更方便更换的需求,以符合自动化生产的产业应用需求。
虽然本发明已以数个实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,在本发明所属技术领域中的一般技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种超声波辅助加工装置,包含加工工具、第一共振杆、第二共振杆以及超声波振动子,其中所述加工工具用以加工待加工对象,所述超声波振动子经所述第一共振杆与所述第二共振杆两个的至少其中之一传递超声波振动,其特征在于:
所述第一共振杆具有第一非封闭式缺口;
所述第二共振杆具有第二非封闭式缺口;以及
所述超声波辅助加工装置还包含供液单元,用以提供加工液至所述加工工具的一端与所述待加工物件接触的加工位置,
当所述加工工具执行加工时,所述第一非封闭式缺口与所述第二非封闭式缺口环绕于所述加工工具的所述一端的周围。
2.如权利要求1所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,当所述加工工具执行加工时,所述第一非封闭式缺口与所述第二非封闭式缺口相对于所述加工工具彼此对称。
3.一种超声波辅助加工装置,包含加工工具、第一共振杆、第二共振杆以及超声波振动子,其中所述加工工具用以加工待加工对象,所述超声波振动子经所述第一共振杆与所述第二共振杆传递超声波振动,其特征在于:
所述第一共振杆具有第一非封闭式缺口;以及
所述超声波辅助加工装置还包含供液单元,用以提供加工液至所述加工工具的一端与所述待加工物件接触的加工位置,
当所述加工工具执行加工时,所述第一非封闭式缺口与所述第二共振杆的端部环绕于所述加工工具的所述一端的周围。
4.如权利要求1或3所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述第一共振杆与所述第二共振杆至少其中之一具有枢轴,使其能在非加工时旋动离开所述加工工具。
5.如权利要求1或3所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述第一共振杆与所述第二共振杆至少其中之一内具有加工液流道及出液孔,所述供液单元连通至所述加工液流道。
6.如权利要求5所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述出液孔开设于所述第一共振杆与所述第二共振杆至少其中之一的自由端。
7.一种超声波辅助加工装置,包含加工工具、共振杆以及超声波振动子,其中所述加工工具用以加工待加工对象,所述超声波振动子经所述共振杆传递超声波振动,其特征在于:
所述共振杆具有非封闭式缺口;以及
所述超声波辅助加工装置还包含供液单元,用以提供加工液至所述加工工具的一端与所述待加工物件接触的加工位置,
当所述加工工具执行加工时,所述非封闭式缺口环绕于所述加工工具的所述一端的周围。
8.如权利要求7所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述共振杆内具有加工液流道及出液孔,所述供液单元连通至所述加工液流道。
9.如权利要求8所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述出液孔是开设于所述共振杆的自由端。
10.如权利要求1、3或7所述的超声波辅助加工装置,其特征在于,所述供液单元连通至加工液喷头。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhuang Yin Inventor after: Sun Yiwei and Liao Hongshu Inventor after: Sun Yiwei Inventor after: Liao Hongshu Inventor before: Zhuang Yin Inventor before: Chuang Yinbang Tian Qingsi Sun Yiwei Inventor before: Sun Yiwei |
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GR01 | Patent grant | ||
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