超声波平面加工用清根刀具
技术领域
本实用新型涉及加工刀具技术领域，具体涉及一种超声波平面加工用清根刀具。
背景技术
超声波滚压设备是一种利用超声波振动驱动挤压刀具运动来滚压工件表面实现工件表面强化的设备，其工作原理是利用金属在常态下的冷塑性特点，采用专门的强化工具，对工件表层金属施加一定的压力，使其产生塑性流动，其结果是将工件表面原有的微观波峰熨平，使其填入波谷，从而使工件表面质量提高。
但是平面类工件的两平面的直角拐角处加工局限性较大，传统的用于加工平面类工件的超声波滚压加工设备无法对工件的两平面的直角拐角处进行滚压加工，因此，为了满足市场的需求，解决工件的两平面的直角拐角处无法滚压加工清根的问题，急需研发设计一种结构合理、功能稳定的超声波平面加工用清根刀具。
实用新型内容
针对现有技术存在的以上缺陷，本实用新型提供一种超声波平面加工用清根刀具，该超声波平面加工用清根刀具解决了工件的两平面的直角拐角处无法滚压加工清根的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
超声波平面加工用清根刀具，包括壳体，转动设置在所述壳体内的刀柄，和设置在所述刀柄上的刀头组件，所述刀头组件包括设置在所述刀柄内的超声波换能器，设置在所述超声波换能器上并伸出所述刀柄的变幅杆，以及至少两个转动设置在所述变幅杆端部的可对工件的的两平面的直角拐角处进行滚压加工的滚压滚柱，所述壳体与所述刀柄之间设置有与所述超声波换能器电连接的导电滑环。
其中，所述变幅杆包括设置在所述超声波换能器上的变幅杆本体和设置在所述变幅杆本体端部的端盖，所述端盖与所述变幅杆本体之间设置有与所述滚压滚柱相适配的安装空间，所述滚压滚柱转动设置在所述安装空间内。
其中，所述端盖上设置有容置槽，所述容置槽包括用于将所述滚压滚柱放入所述容置槽的放入段和与所述滚压滚柱相适配的仿形段，所述放入段和所述仿形段沿所述端盖的轴向排列并均与所述端盖的周侧面相交，所述仿形段还与所述端盖的端面相交，所述安装空间由所述容置槽和所述变幅杆本体的端面共同围成。
其中，所述滚压滚柱的轴线与所述变幅杆的轴线垂直设置，所述滚压滚柱的外端面与所述端盖的周侧面相切。
其中，所述滚压滚柱与所述容置槽的槽壁之间设置有用于对所述滚压滚柱径向限位的限位结构。
其中，所述限位结构包括设置在所述滚压滚柱上的环形限位槽，和凸出设置在所述容置槽内的与所述环形限位槽相适配的弧形限位块。
其中，所述滚压滚柱设置有三个，三个所述滚压滚柱呈圆形阵列。
其中，所述刀柄为BT系列刀柄或HSK系列刀柄。
其中，所述壳体内径向凸出设置有限位凸台，所述限位凸台的一侧设置有限位槽，所述限位槽内设置有卡簧，所述导电滑环设置在所述限位凸台和所述卡簧之间。
其中，所述壳体的两端分别设置有转动轴承，所述刀柄设置在两所述转动轴承内，所述限位凸台和所述卡簧位于两所述转动轴承之间。
采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的超声波平面加工用清根刀具，由于在刀柄内设置有超声波换能器，在超声波换能器上设置有变幅杆，在变幅杆的端部设置有至少两个滚压滚柱，在使用时，将超声波平面加工用清根刀具安装在加工设备(如加工中心或者铣床)上，将滚压滚柱压在工件的待加工平面上，通过加工设备驱动刀柄旋转，带动安装在刀柄上的刀头组件旋转，通过导电滑环将超声波发生器转换的与超声波换能器相匹配的高频交流电信号传输给超声波换能器，驱动超声波换能器工作，超声波换能器再通过变幅杆将能量传递至滚压滚柱，由旋转的滚压滚柱对工件的待加工平面进行超声波滚压加工，由于滚压滚柱在进行平面滚压加工时，能够贴靠至工件的两平面的直角拐角的根部，因此，在保证滚压效率及质量的前提下，很好的解决了传统超声波滚压设备无法对工件的两平面的直角拐角处进行清根的难题；且滚压滚柱至少设置有两个，不但保证了在旋转滚压加工过程中刀头组件的平衡度，而且，多个滚压滚柱在旋转滚压的过程中形成的是面滚压加工，既使得金属表面的变形更加充分，得到的加工表面粗糙度更小，强度和硬度更高，又提高了工作效率；另外，通过在壳体与刀柄之间设置与超声波换能器电连接的导电滑环，解决了电线缠绕的问题。
附图说明
图1是本实用新型超声波平面加工用清根刀具的结构示意图；
图2是本实用新型超声波平面加工用清根刀具的剖视图；
图3是本实用新型超声波平面加工用清根刀具中刀头组件的结构示意图；
图4是图3中端盖的结构示意图(放大图)；
图5是本实用新型超声波平面加工用清根刀具中另一种刀头组件的结构示意图；
图6是图5中变幅杆的结构示意图；
图7是图5中端盖的结构示意图(放大图)；
图中：1-壳体，11-限位凸台，12-外壳，13-第一轴承盖，14-第二轴承盖，15-插座，2-刀柄，3-超声波换能器，4-变幅杆，41-变幅杆本体，42-端盖，43-容置槽，431-放入段，432-仿形段，44-弧形限位快，45-安装槽，46-安装块，47-销孔，48-销孔，5-工件，51-平面，52-平面，6-滚压滚柱，61环形限位槽，7-导电滑环，8-卡簧，9-转动轴承。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图4共同所示，超声波平面加工用清根刀具，包括壳体1，转动设置在壳体1内的刀柄2，和设置在刀柄2上的刀头组件，刀头组件包括设置在刀柄2内的超声波换能器3，设置在超声波换能器3上并伸出刀柄2的变幅杆4，以及至少两个转动设置在变幅杆4上的可对工件5的两平面的直角拐角处进行滚压加工的滚压滚柱6，壳体1与刀柄2之间设置有与超声波换能器3电连接的导电滑环7。
本实施例中的壳体1包括外壳12，以及分别扣合在外壳12两端的第一轴承盖13和第二轴承盖14。
其中，外壳12内径向凸出设置有限位凸台11，限位凸台11的一侧设置有限位槽(图中未示出)，限位槽内设置有卡簧8，导电滑环7设置在限位凸台11和卡簧8之间。由于导电滑环7是现代工业发展中常用的精密输电装置，在本实施例中主要用于相对转动的刀柄2与壳体1上的插座15之间可靠的电连接，属于现有技术，因此，在此不做赘述。
由于转动轴承具有降低摩擦系数，保证回转精度的优点，因此，外壳12的两端还分别设置有转动轴承9，刀柄2设置在两个转动轴承9内，并分别通过第一轴承盖13和第二轴承盖14固定在外壳12内；限位凸台11和卡簧8位于两个转动轴承9之间。通过两个转动轴承9支撑刀柄2，降低了刀柄2在运动过程中的摩擦系数，并保证刀柄2的回转精度，提高了滚压加工的质量。
如图1至图4共同所示，本实施例中的变幅杆4包括设置在超声波换能器3上的变幅杆本体41和设置在变幅杆本体41端部的端盖42，端盖42与变幅杆本体41之间设置有与滚压滚柱6相适配的安装空间，滚压滚柱6转动设置在该安装空间内，其中，端盖42通过锁紧螺钉(图中未示出)固定在变幅杆本体41的端部，当然，端盖42也可以采用卯榫或者销钉固定安装。
实际应用中，变幅杆本体41与端盖42也可以采用图5至图7的连接形式，变幅杆本体41上周向设置有多个安装槽45，各安装槽45呈圆形阵列并分别沿变幅杆本体41的轴向延伸；端盖42上周向设置有多个与安装槽45相适配的安装块46，各安装块46呈圆形阵列并分别沿端盖42的轴向延伸，安装槽45上设置有贯穿安装槽45的销孔47，安装块46上设置有贯穿安装块46的销孔48，安装块46与安装槽45通过设置在销孔47和销孔48内的销钉(图中未示出)连接。
在本实施例中，端盖42上设置有容置槽43，容置槽43包括用于将滚压滚柱6放入容置槽43的放入段431和与滚压滚柱6相适配的仿形段432，放入段431和仿形段432沿端盖42的轴向排列并均与端盖42的周侧面相交，以使滚压滚柱6的外端面露出端盖42的周侧面；仿形段432还与端盖42的端面相交，以使滚压滚柱6柱形表面露出端盖42的端面，安装空间由容置槽43和变幅杆本体41的端面共同围成。实际应用中，安装空间也可以由容置槽43和设置在变幅杆本体41上的弧形槽共同围成，本实施例对此不作限制。
如图3和图4共同所示，本实施例中滚压滚柱6与容置槽43的槽壁之间设置有用于对滚压滚柱6径向限位的限位结构。通过设置限位结构，避免了滚压滚柱6从端盖42与变幅杆本体41之间掉出，保证了清根刀具工作时的稳定性。
具体的，限位结构包括设置在滚压滚柱6上的环形限位槽61，和凸出设置在容置槽43内的与环形限位槽61相适配的弧形限位块44，其中，弧形限位块44设置有两块，两块弧形限位快44对称设置在容置槽43的槽壁上。
如图1至图3共同所示，本实施例中滚压滚柱6的轴线与变幅杆4的轴线垂直设置，滚压滚柱6的外端面与端盖42的周侧面相切。实际应用中，滚压滚柱6也可以伸出端盖42，具体根据加工要求进行设计，本实施例对此不做限制。
如图1至图4共同所示，本实施例中的滚压滚柱6优选设置有三个，三个滚压滚柱6呈圆形阵列，相应的，端盖42上的容置槽43也设置有三个，实际应用中，不限定滚压滚柱6的数量，可根据加工要求进行设计，本实施例对此不做限制。
如图1和图2共同所示，本实施例中的刀柄2优选为BT系列刀柄或HSK系列刀柄。
如图1和图2共同所示，本实施例中工件5的直接拐角由相互垂直的平面51和平面52共同形成，以滚压加工平面51为例，在使用时，将超声波平面加工用清根刀具安装在加工设备(如加工中心或者铣床)上，将滚压滚柱6压在平面51上，通过加工设备驱动刀柄2旋转，带动安装在刀柄2上的刀头组件旋转，通过导电滑环7将超声波发生器转换的与超声波换能器3相匹配的高频交流电信号传输给超声波换能器3，驱动超声波换能器3工作，超声波换能器3再通过变幅杆4将能量传递至滚压滚柱6，由旋转的滚压滚柱6对平面51进行超声波滚压加工。在进行超声波滚压加工的过程中，由于滚压滚柱6的外端面能够贴近平面52，滚压滚柱6能够对靠近平面52的平面51处进行滚压加工，即对平面51与平面52的直角拐角处进行滚压加工，因此，在保证滚压效率及质量的前提下，很好的解决了传统超声波滚压设备无法对工件5的两平面的直角拐角处进行清根的难题；且本实施例中的滚压滚柱6设置有三个，不但保证了在旋转滚压加工过程中刀头组件的平衡度，而且，多个滚压滚柱6在旋转滚压的过程中形成的是面滚压加工，既使得金属表面的变形更加充分，得到的加工表面粗糙度更小，强度和硬度更高，又提高了工作效率；另外，通过在壳体1与刀柄2之间设置与超声波换能器3电连接的导电滑环7，解决了电线缠绕的问题。
本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
