专利摘要

一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，包括调幅圆筒，调幅圆筒将位于其两端的输入轴与输出轴通过圆锥滚子轴承、第一、第二滚珠保持架及分隔圆环等连接；第一、第二滚珠保持架及分割圆环与输出轴连接部位以花键间隙配合，构成花键副，保证其能够跟随输出轴旋转并沿输出轴轴向移动；在调幅圆筒内第一凸台与输出轴接触面分别设有第一正弦曲面及第二正弦曲面，调幅圆筒过盈配合于圆锥滚子轴承外圈上，与输出轴之间形成类似于定子与转子关系；第二正弦曲面与分割圆环始终保持固定的振幅，在调幅时，通过转动调幅圆筒，使得第一、第二正弦曲面之间形成不同的相位，实现振幅的调整；具有结构合理、振动幅度精确稳定、振幅可调及适用范围广的优点。

权利要求

1.一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，包括调幅圆筒(6)，其特征在于：所述调幅圆筒(6)中段设有第一凸台(9)，第一凸台(9)的一侧与圆锥滚子轴承(5)的一侧紧贴，圆锥滚子轴承(5)的另一侧设置有轴套(2)及第一圆形端盖(4)，第一螺钉(3)将第一圆形端盖(4)螺纹固定于调幅圆筒(6)一端；输入轴(1)的底端穿过轴套(2)内圈、圆锥滚子轴承(5)内圈及第一凸台(9)，并与轴套(2)内圈、圆锥滚子轴承(5)内圈过盈配合，圆锥滚子轴承(5)外圈与调幅圆筒(6)内侧壁过盈配合；

调幅圆筒(6)内第一凸台(9)的另一侧，输入轴(1)的底端插设于输出轴(16)顶端轴心并通过弹簧垫片(17)和螺栓(18)固定连接，复位弹簧(13)内置于输出轴(16)顶端的圆形键槽中，并压缩于输入轴(1)和输出轴(16)中间；输出轴(16)外周近顶端设有第二凸台(11)，所述第一凸台(9)与第二凸台(11)相向的一面分别设有第一正弦曲面(22)及第二正弦曲面(23)，在第一凸台(9)及第二凸台(11)之间，第一滚珠保持架(10)、分割圆环(7)及第二滚珠保持架(12)依次套设于输出轴(16)顶端外周；在第二凸台(11)另一侧，推力球轴承(8)套设于输出轴(16)的外周，第二圆形端盖(15)通过第二螺钉(14)螺纹固定于调幅圆筒另一端；钻头(21)通过螺母(19)和卡簧(20)固定在输出轴(16)上。

2.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述第一正弦曲面(22)具有M个周期，第二正弦曲面(23)具有N个周期，工作时振幅均为：0.05mm-0.1mm。

3.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述第一滚珠保持架(10)和第二滚珠保持架(12)结构相同，所述第一滚珠保持架(10)和第二滚珠保持架(12)内分别开设有M个和N个周向等间距排列定位通孔，M个和N个滚珠分别一一对应地滚动放置并间隙配合于第一滚珠保持架(10)和第二滚珠保持架(12)的M个和N个定位通孔内。

4.根据权利要求2或3所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述M＝N，且M和N均为大于等于3的正整数。

5.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述第一滚珠保持架(10)、分割圆环(7)、第二滚珠保持架(12)与输出轴(16)连接部位均采用花键形式，装配时均采用间隙配合,构成花键副，装配按国标8x52H5/g5x58H10/a11x10H7/f7GB/T1144-1987标准执行。

6.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述输入轴(1)的尾部为锥柄结构。

7.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述输入轴(1)与输出轴(16)的侧壁连接处分别开设有花键及花键槽，二者间隙配合。

8.根据权利要求1所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述输入轴(1)外周与第一凸台(9)内侧壁间留有间隙，所述第二圆形端盖(15)内侧面与输出轴(16)外周间设有间隙。

9.根据权利要求8所述的机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，其特征在于：所述间隙为1mm。

说明书

技术领域

本实用新型属于一种钻孔设备，特别涉及一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置。

背景技术

金属切削加工中，孔加工是最重要的工序之一。由于在传统钻削过程中，通常伴随着钻削力大、钻削温度高以及排屑困难等问题，特别是在难加工材料中，这些问题更为突出，尤其是大长径比的小深孔，孔精度不易保证、刀具寿命低等，常常导致钻削加工效率低下、加工成本增高，随着对孔加工质量和效率不断提出新要求，传统的钻削工艺已显示出极大的局限性。

近年来迅速发展的振动钻削技术，在加工小深孔和难加工材料时均展示了良好的工艺效果，得到了普通钻削难以达到的效果，如切削力减小、切削温度降低、加工精度提高、刀具寿命延长、能形成规律可控的单元化切屑等；但目前，振动钻削技术还未在孔加工领域得到广泛应用；当前，国内在低频振动钻削装置领域也开展了一些研究，例如专利号为CN1476949A的“一种用于钻孔的振动装置”可以将钻床主轴输入的回转运动转换成振动主轴的回转运动和轴向振动的复合运动，但从机床主轴到该装置主轴具有较长的尺寸链，一定程度上限制了主轴的回转精度，此外该装置采用双面圆柱凸轮，无法实现振幅的快捷调整；专利号为CN107570739B的“一种低频振动钻削辅助加工装置”采用圆环形激振子端面上的正弦曲线与滚珠的配合，通过主轴旋转带动输出轴产生回转运动和低频轴向振动传递给刀具，但该装置只能实现刀具的轴向振动，也无法实现振幅的调整。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，能够直接安装在机床主轴上，利用主轴的旋转实现输出轴在高速旋转时产生低频轴向振动，有效地解决了大长径比的小深孔加工或者难加工材料的加工精度差、散热效果不佳等问题；具有结构合理、振幅稳定可调、加工精度高、散热效果好及适用范围广的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，包括调幅圆筒6，所述调幅圆筒6中段设有第一凸台9，第一凸台9的一侧与圆锥滚子轴承5的一侧紧贴，圆锥滚子轴承5的另一侧设置有轴套2及第一圆形端盖4，第一螺钉3将第一圆形端盖4螺纹固定于调幅圆筒6一端；输入轴1的底端穿过轴套2内圈、圆锥滚子轴承5内圈及第一凸台9，并与轴套2内圈、圆锥滚子轴承5内圈过盈配合，圆锥滚子轴承5外圈与调幅圆筒6内侧壁过盈配合；

在调幅圆筒6内，第一凸台9的另一侧，输入轴1的底端插设于输出轴16顶端轴心并通过弹簧垫片17和螺栓18螺纹固定连接，复位弹簧13内置于输出轴16顶端的圆形键槽中，并压缩于输入轴1和输出轴16中间；输出轴16外周近顶端设有第二凸台11，所述第一凸台9与第二凸台11相向的一面分别设有第一正弦曲面22及第二正弦曲面23，在第一凸台9及第二凸台11之间，第一滚珠保持架10、分割圆环7及第二滚珠保持架12依次套设于输出轴16顶端外周；在第二凸台11另一侧，推力球轴承8套设于输出轴16的外周，第二圆形端盖15通过第二螺钉14螺纹固定于调幅圆筒6另一端；钻头21通过螺母19和卡簧20固定在输出轴16上。

所述第一正弦曲面22具有M个周期，第二正弦曲面23具有N个周期，工作时振幅均为：0.05mm-0.1mm。

所述第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12结构相同，所述第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12内分别开设有M个和N个周向等间距排列定位通孔，M个和N个滚珠分别一一对应地滚动放置并间隙配合于第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12的M个和N个定位通孔内。

所述M＝N且M和N均为大于等于3的正整数。

所述第一滚珠保持架10、分割圆环7、第二滚珠保持架12与输出轴16连接部位均采用花键形式，装配时，均采用间隙配合，构成花键副，装配按国标8x52H5/g5x58H10/a11x10H7/f7 GB/T1144-1987标准执行。

所述输入轴1的尾部为锥柄结构。

所述输入轴1与输出轴16的侧壁连接处分别开设有花键及花键槽，二者间隙配合。

所述输入轴1外周与第一凸台9内侧壁间设有间隙，所述第二圆形端盖15内侧壁与输出轴16外周间设有间隙。

所述间隙为1mm。

本实用新型通过设置调幅圆筒6将位于其两端的输入轴1与输出轴16通过圆锥滚子轴承5、第一滚珠保持架10、分隔圆环7、第二滚珠保持架12、推力球轴承8及螺栓等连接。其中，第一滚珠保持架10、分割圆环7、第二滚珠保持架12与输出轴16连接部位均采用花键形式，装配时，均采用间隙配合，构成花键副，该连接结构保证了第一滚珠保持架10、分割圆环7及第二滚珠保持架12能够跟随输出轴16旋转并沿着输出轴16轴向移动；第一凸台9与第二凸台11相向的一面分别设有第一正弦曲面22及第二正弦曲面23，调幅圆筒6采用过盈配合安装在圆锥滚子轴承5外圈上，与输出轴16之间形成类似于定子与转子的关系。第二正弦曲面23与分割圆环7始终保持固定的振幅，在调幅时，通过转动调幅圆筒6，使得第一正弦曲面22与第二正弦曲面23之间形成不同的相位，既而实现了振幅的调整。本实用新型具有结构合理、振幅稳定可调、加工精度高、散热效果好及适用范围广的优点。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图。

图2为本实用新型的剖视结构示意图。

图3为本实用新型中调幅圆筒6的结构示意图，其中：图3(a)为其外部结构示意图；图3(b)为其剖视图；图3(c)为其俯视图；

图3(d)为其立体图。

图4为本实用新型中输出轴16的结构示意图，其中：图4(a)为其外部结构示意图；图4(b)为其剖视图；图4(c)为其俯视图；图4(d)为其立体图。

图5为本实用新型中滚珠保持架结构示意图。

图6为本实用新型的爆炸示图，其中：图6(a)为输出轴侧爆炸图；(b)为整体结构部件爆炸图。

图中：1、输入轴；2、轴套；3、第一螺钉；4、第一圆形端盖；5、圆锥滚子轴承；6、调幅圆筒；7、分割圆环；8、推力球轴承；9、第一凸台；10、第一滚珠保持架；11、第二凸台；12、第二滚珠保持架；13、复位弹簧；14、第一螺钉；15、第二圆形端盖；16、输出轴；17、弹簧垫片；18、螺栓；19、螺母；20、卡簧；21、钻头；22、第一正弦曲面；23、第二正弦曲面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理做进一步的说明。

一种机械式可调幅低频轴向振动钻削装置，包括调幅圆筒6，所述调幅圆筒6中段设有第一凸台9，第一凸台9的一侧与圆锥滚子轴承5的一侧紧贴，圆锥滚子轴承5的另一侧设置有轴套2及第一圆形端盖4，第一螺钉3将第一圆形端盖4螺纹固定于调幅圆筒6一端；输入轴1的底端穿过轴套2内圈、圆锥滚子轴承5内圈及第一凸台9，并与轴套2内圈、圆锥滚子轴承5内圈过盈配合，圆锥滚子轴承5外圈与调幅圆筒6内侧壁过盈配合；

在调幅圆筒6内，第一凸台9的另一侧，输入轴1的底端插设于输出轴16顶端轴心并通过弹簧垫片17和螺栓18固定连接，复位弹簧13内置于输出轴16顶端的圆形键槽中，并压缩于输入轴1和输出轴16中间，以实现复位功能；输出轴16外周近顶端设有第二凸台11，所述第一凸台9与第二凸台11相向的一面分别设有第一正弦曲面22及第二正弦曲面23，在第一凸台9及第二凸台11之间，第一滚珠保持架10、分割圆环7及第二滚珠保持架12依次套设于输出轴16顶端外周；在第二凸台11另一侧，推力球轴承8套设于输出轴16的外周，第二圆形端盖15通过第二螺钉14螺纹固定于调幅圆筒6另一端；钻头21通过螺母19和卡簧20固定在输出轴16上。

所述第一正弦曲面22具有M个周期，第二正弦曲面23具有N个周期，工作时振幅均为：0.05mm-0.1mm。

所述第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12结构相同，第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12内分别开设有M个和N个周向等间距排列定位通孔，M个和N个滚珠分别一一对应地滚动放置并间隙配合于第一滚珠保持架10和第二滚珠保持架12的M个和N个定位通孔内，使滚珠既能够顺着第一滚珠保持架10及第二滚珠保持架12跟随输出轴16转动，又能够沿着第一正弦曲面22及第二正弦曲面23上下轴向浮动。

所述M＝N且M和N均为大于等于3的正整数。

所述第一滚珠保持架10、分割圆环7、第二滚珠保持架12与输出轴16连接部位均采用花键形式，装配时，均采用间隙配合，构成花键副，装配按国标8x52H5/g5x58H10/a11x10H7/f7 GB/T1144-1987标准执行；保证第一滚珠保持架10、分割圆环7及第二滚珠保持架12能够跟随输出轴16旋转并沿着输出轴16轴向移动。

所述输入轴1的尾部为锥柄结构。

所述输入轴1与输出轴16的侧壁连接处分别开设有花键及花键槽，二者间隙配合；一方面保证输入轴1与输出轴16之间的扭矩传递，另一方面使输出轴16实现轴向的微小移动。

所述输入轴1外周与第一凸台9内侧壁间设有间隙，所述第二圆形端盖15内侧壁与输出轴16外周间设有间隙。

所述间隙为1mm。

本实用新型的工作原理是：

进行孔加工作业时，机床主轴依次通过输入轴1，输出轴16，螺母19和卡簧20带动钻削刀具进行转动。在转动过程中，输入轴1带动圆锥滚子轴承5内圈进行转动，并通过花键结构将扭矩传递给输出轴16，输出轴16带动第一滚珠保持架10、第二滚珠保持架12和分割圆环7转动，第二滚珠保持架12驱动其上N个滚珠，在第二正弦曲面23和分割圆环7之间一方面跟随输出轴16转动，另一方面在复位弹簧13的作用下做轴向往复运动；第一滚珠保持架10驱动其上M个滚珠，在第一正弦曲面22和分割圆环7之间一方面跟随输出轴16转动，另一方面在复位弹簧13的作用下做轴向往复运动。由于第一正弦曲面22和第二正弦曲面23分别为M和N个周期，且复位弹簧13始终通过调整输入轴1与输出轴16之间的轴向间隙向M个上排滚珠施加轴向推力，然后通过分割圆环传递到N个下排滚珠，使得这M+N个滚珠沿着输出轴16在转动的同时，又沿着输出轴16进行轴向往复运动，由此使得螺母、卡簧、钻削刀具一起进行轴向振动。振幅调节时，刀具安装在装刀架上，第二圆形端盖的表面和输出轴表面均标记有刻度，通过转动调幅圆筒来调节第一正弦曲面22与第二正弦曲面23的相对相位来实现振幅的调整。

显然，以上具体实施方式仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

机械式可调幅低频轴向振动钻削装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。