本發明屬于機械精密加工技術領域，涉及一種砂輪，具體涉及一種徑向超聲振動輔助杯形砂輪及其使用方法。

背景技術：

隨著科學技術的發展，光學玻璃、人工晶體、工程陶瓷等硬脆性難加工材料得到了極為廣泛的應用，經常被用來制作精密光學元件，其優越的物理、化學和機械性能，在航天、航空、汽車、冶金、機械加工等領域正得到越來越廣泛的應用。但是由于這類材料具有極高的硬度和脆性，其加工十分困難。傳統磨削加工方法的加工效率和加工精度低，工具磨損嚴重，加工成本高，限制了這些材料的進一步應用。因此，迫切需要開發出一種加工效率高、成本低的加工方法。

超聲振動輔助磨削是近幾十年發展和應用的一種新型磨削加工方法，大量的理論和實驗研究表明，超聲振動輔助磨削一種加工硬脆難加工材料的有效方法，與傳統加工工藝相比，它可以提高加工效率、改善表面質量、降低加工成本。但目前還沒有一種能夠很好的結合超聲輔助磨削的磨削工具。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種徑向超聲振動輔助杯形砂輪及其使用方法，將超聲振動輔助磨削加工技術與杯形砂輪端面磨削相結合，用于對硬脆材料超聲振動輔助端面磨削加工，對減小零件加工損傷、提高加工效率和表面加工質量具有重要意義。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：

一種徑向超聲振動輔助杯形砂輪，包括環形的基盤，該基盤上周向均勻間隔地固接有若干超聲振動單元；該超聲振動單元包括內外布置且依次相連的超聲換能器、超聲變幅桿和振動磨塊；該超聲變幅桿沿基盤徑向布置；該振動磨塊呈圓弧形塊狀，若干超聲振動單元的若干振動磨塊相互拼接形成類圓環狀的砂輪磨削部分；通過超聲換能器推動超聲變幅桿產生沿其軸向的超聲振動并帶動振動磨塊相對基盤產生沿基盤徑向的超聲振動。

一實施例中：還包括密封蓋，該密封蓋固接在基盤的內圓開口處，所述超聲換能器、超聲變幅桿和至多部分振動磨塊位于密封蓋和基盤之間。

一實施例中：所述超聲振動單元通過支撐座固接在基盤，該支撐座包括T型支架和法蘭。

一實施例中：所述超聲換能器包括兩蓋板和設于兩蓋板之間的若干電極銅片和若干壓電振子，該若干電極銅片和若干壓電振子交替疊壓在一起。

一實施例中：所述振動磨塊表面無磨粒。

一實施例中：所述振動磨塊表面設有單層磨粒或多層磨粒。

一實施例中：所述磨粒為超硬磨粒或浮動磨粒。

一實施例中：所述超硬磨粒為金剛石磨粒或CBN(立方氮化硼)磨粒。

一實施例中：所述浮動磨粒為SiC磨粒。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：

上述徑向超聲振動輔助杯形砂輪的使用方法，包括：

1)將該徑向超聲振動輔助杯形砂輪裝接在電機上，并通過導電滑環將超聲電源與超聲換能器相連；

2)通過電機帶動該徑向超聲振動輔助杯形砂輪旋轉，在超聲電源作用下超聲換能器推動超聲變幅桿產生沿其軸向的超聲振動并帶動振動磨塊相對基盤產生沿基盤徑向的超聲振動，從而使砂輪磨削部分對待加工產品進行磨削。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

1、根據所需杯形砂輪的具體尺寸、單個振動磨塊的具體尺寸和磨削工作需要，可以適當調節超聲振動單元的個數，滿足不同磨削工作的需要

2、振動磨塊表面可以無磨粒，適用于游離磨粒的超聲輔助研磨和拋光。或者，振動磨塊表面可以設置單層磨粒或多層磨粒，適用于各種磨削工藝和場合。

3、超聲振動單元的超聲振動的振幅和頻率可以根據使用的需要合理調節。

4、本發明尤其適用于對硬脆材料超聲振動輔助端面磨削加工，能夠減小少零件加工損傷、提高加工效率和表面加工質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的徑向超聲振動輔助杯形砂輪整體外觀示意圖。

圖2為本發明的徑向超聲振動輔助杯形砂輪立體分解示意圖。

圖3為本發明的超聲振動單元立體分解示意圖。

圖4為本發明的超聲換能器立體分解示意圖。

圖5為本發明的支撐座立體分解示意圖。

附圖標記：基盤10；

超聲振動單元20；超聲換能器21，內蓋板211，外蓋板212，電極銅片213，壓電振子214；超聲變幅桿22；振動磨塊23；

支撐座30，T型支架31，法蘭32；

密封蓋40。

具體實施方式

下面通過實施例具體說明本發明的內容：

請查閱圖1至圖5，一種徑向超聲振動輔助杯形砂輪，包括：

基盤10，呈圓環形，其內圓和外圓為同心圓；該徑向超聲振動輔助杯形砂輪可通過基盤10內圓開口處的中心孔裝接在電機主軸上；

若干超聲振動單元20，各自通過一個支撐座30固接在基盤，該支撐座30包括T型支架31和法蘭32，若干超聲振動單元20在基盤10上周向均勻間隔布置，相鄰的超聲振動單元20之間形成一定的夾角；該超聲振動單元20包括內外布置且依次相連的超聲換能器21、超聲變幅桿22和振動磨塊23(此處將靠近基盤10環心的方向定義為“內”，相對的，遠離環心的方向定義為“外”)；所述超聲換能器21包括內蓋板211、外蓋板212以及設于內外兩蓋板之間的若干電極銅片213和若干壓電振子214，該若干電極銅片213和若干壓電振子214交替疊壓在一起；所述超聲變幅桿22的軸線沿基盤20徑向布置，所述支撐座30設在超聲變幅桿22的節點處；所述振動磨塊23呈圓弧形塊狀，通過螺釘固接在超聲變幅桿22，若干超聲振動單元20的若干振動磨塊23相互拼接形成杯形砂輪的類圓環狀的磨削部分，振動磨塊23的內壁面、外壁面和頂面均可用作磨削工作面；超聲換能器21的壓電振子214能推動超聲變幅桿22，使超聲變幅桿22產生一定頻率和振幅的沿其軸向的超聲振動，并帶動振動磨塊23產生相對基盤10且沿基盤10徑向的超聲振動。

密封蓋40，通過螺釘固接在基盤10的內圓開口處，所述超聲換能器21、超聲變幅桿22位于密封蓋40和基盤10之間，密封蓋40用于遮擋超聲換能器21和超聲變幅桿22，振動磨塊23的下半部分也可位于密封蓋40與基盤10之間.這樣，只有磨削部分暴露在外，保證杯形砂輪外觀的整潔美觀。

上述徑向超聲振動輔助杯形砂輪的使用方法如下：

1)將該徑向超聲振動輔助杯形砂輪通過基盤10的中心孔裝接在電機主軸上，并通過導電滑環將超聲電源與超聲換能器21相連；

2)通過電機帶動該徑向超聲振動輔助杯形砂輪旋轉，同時在超聲電源作用下，超聲換能器21將電能轉換為超聲波，推動超聲變幅桿22產生沿其軸向的超聲振動，并帶動振動磨塊23產生沿基盤10徑向的超聲振動，這樣，砂輪磨削部分即可對待加工產品產生超聲輔助端面磨削加工，大大提高零件的加工效率和加工精度。

根據需要，所述振動磨塊23表面可以無磨粒，適用于游離磨粒的超聲輔助研磨和拋光。或者，振動磨塊23的磨削工作面上可通過電鍍、釬焊等方法設置單層磨粒，或通過燒結等方法在磨削工作面上設置多層磨粒，磨粒可以為超硬磨粒(如金剛石磨粒、CBN磨粒)或浮動磨粒(如SiC磨粒)等，適用于各種磨削工藝和場合。同時，根據所需杯形砂輪和基盤10的具體尺寸、單個振動磨塊23的具體尺寸，可以適當調節超聲振動單元20的個數，滿足不同的磨削工作需要。

以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。