CN105234437A - 一种无线供电超声波旋转加工电主轴 - Google Patents

一种无线供电超声波旋转加工电主轴 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线供电超声波旋转加工电主轴，高速旋转接头进水口连接外水路，特种加工转子大端通过紧固螺丝与半波长复合变幅杆连接，压电陶瓷换能器通过中空高强螺栓连接在半波长复合变幅杆上，半波长复合变幅杆工作端通过ER筒夹和紧固螺帽将工具头装卡固定，特种加工转子中间有通孔穿线孔和通水孔，通水孔一端连接旋转接头出水口另一端连接可伸缩密封管，可伸缩密封管的另一端连接中空高强螺栓，穿线孔穿线，一端连接压电陶瓷换能器一端连接接收电磁线圈(1-B)，接收电磁线圈(1-B)固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈(1-A)固定在特种加工转子上，连接外部控制电源，将信号传递到压电陶瓷换能器产生高频振动加工。

Description

一种无线供电超声波旋转加工电主轴
技术领域
本发明涉及一种无线供电超声波旋转加工电主轴，对宝石、石英、玻璃、工程陶瓷等硬脆材料和蜂窝材料的加工有显著效果，降低成本，提高生产效率，改善加工面的粗糙度，延长刀具的使用寿命。
背景技术
目前已有的超声波电主轴，主要有超声波发生器、超声波加工装置、旋转供电装置和中间通水旋转接头构成，旋转供电装置通过转子两侧小孔穿线连接超声波加工装置，通过电缆连接超声波发生器，旋转接头通过转子中间小孔实现高速旋转中间通水。
超声波发生器为现有技术，而超声波主轴则是由电主轴本身、特种加工的转子、压电陶瓷换能器、半波长复合变幅杆、工具头、发射电磁线圈、接受电磁线圈、可伸缩密封管和高速旋转接头构成。电主轴前端连接压电陶瓷换能器和半波长复合变幅杆，压电陶瓷换能器设置在转子之中并与半波长复合变幅杆的一端用中空高强螺栓紧密连接，用螺丝将变幅杆固定在转子的上，半波长复合变幅杆的输出端通过通用ER筒夹将工具头固定在复合变幅杆另一端，电主轴后端接有电磁线圈，接收电磁线圈通过键和定位销将其固定在转子上，发射电磁线圈通过螺丝固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈通过电缆连接超声波发生器，接收电磁线圈通过转子两侧的内孔穿线连接压电陶瓷换能器，旋转供电装置后端装有旋转接头，连接转子中间小孔，转子中间小孔前端装有可伸缩密封管连线中空高强螺栓，起中间通水冷却作用。
超声波电主轴结构简单，使用方便，可在普通钻床、铣床、钻铣床上广泛应用，在数控机床上更可以大大的提高生产效率和加工的可行性，解决了很多硬脆材料、蜂窝材料等塑性比较差的材料加工上的难题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术对于宝石、石英、玻璃、工程陶瓷等硬脆材料和蜂窝材料的难于加工和改善加工面的粗糙度，延长刀具的使用寿命上的难题提供的一种无线供电超声波旋转加工电主轴。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种无线供电超声波旋转加工电主轴，主要由发射电磁线圈(1-A)、接收电磁线圈(1-B)、特种加工转子、半波长复合变幅杆、紧固螺丝、工具头、高速旋转接头、穿线孔、通水孔、压电陶瓷换能器、可伸缩密封管、中空高强螺栓组成，其特征在于：高速旋转接头的一端通过螺纹连接外部进水管，另一端螺纹连接特种加工转子的小端，特种加工转子的另一端通过紧固螺丝将半波长复合变幅杆锁紧在特种加工转子的端面上，特种加工转子大端内径位置与半波长复合变幅杆外径位置轴孔精密配合，压电陶瓷换能器通过中空高强螺栓连接在半波长复合变幅杆上，半波长复合变幅杆工作端通过通用的ER筒夹和紧固螺帽将工具头装卡固定，特种加工转子中间有通孔穿线孔，分布在中心通孔通水孔的两侧，高速旋转接头与通水孔向前通水，通水孔的另一端连接可伸缩密封管，可伸缩密封管的另一端连接中空高强螺栓，冷却液在内部传输对工具头冷却，穿线孔穿线，一端连接压电陶瓷换能器，另一端连接接收电磁线圈(1-B)，接收电磁线圈(1-B)固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈(1-A)通过键和定位销固定在特种加工转子上，发射电磁线圈(1-A)连接外部控制电源，将信号传递到压电陶瓷换能器产生高频振动加工。
本发明解决技术问题所采用的技术方案还可以是：
本发明所述的发射电磁线圈(1-A)和接收电磁线圈(1-B)为带圆形、方形外壳的圆环形状的电磁线圈。
本发明的结构特点和工作原理如下：
本发明的结构特点：高速旋转接头的一端通过螺纹连接外部进水管，另一端螺纹连接特种加工转子的小端，特种加工转子的另一端通过紧固螺丝将半波长复合变幅杆锁紧在特种加工转子的端面上，特种加工转子大端内径位置与半波长复合变幅杆外径位置轴孔精密配合，压电陶瓷换能器通过中空高强螺栓连接在半波长复合变幅杆上，半波长复合变幅杆工作端通过通用的ER筒夹和紧固螺帽将工具头装卡固定，特种加工转子中间有通孔穿线孔，分布在中心通孔通水孔的两侧，高速旋转接头与通水孔向前通水，通水孔的另一端连接可伸缩密封管，可伸缩密封管的另一端连接中空高强螺栓，冷却液在内部传输对工具头冷却，穿线孔穿线，一端连接压电陶瓷换能器，另一端连接接收电磁线圈(1-B)，接收电磁线圈(1-B)固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈(1-A)通过键和定位销固定在特种加工转子上，发射电磁线圈(1-A)连接外部控制电源，将信号传递到压电陶瓷换能器产生高频振动加工。
利用该电主轴对宝石、石英、玻璃、工程陶瓷等硬脆材料和蜂窝材料的加工有显著效果，降低成本，提高生产效率，改善加工面的粗糙度，延长刀具的使用寿命。
本发明的加工原理：超声波旋转加工，使用刀具与工件接触以进行切削，这点与传统加工不同。其所使用的刀具内部装置的高频振动与高速转动的协作，作切削的功用。在轴向、高频率振动、及刀具径向回转等多重运动下，可以促进切除材料速度。
本发明的有益效果：
1.应用广泛；
2.提高生产效率；
3.提高加工精度和表面质量；
4.提高工件的疲劳强度；
5.延长刀具的使用寿命；
6.高效的加工硬脆、蜂窝材料等可塑性差的材料；
附图说明
图1为整个新型电主轴的总装图；
图2为结构件连接示意图；
图3、图4为辅助说明图；
其中，1-A.发射电磁线圈，1-B.接收电磁线圈，2.特种加工转子，3.半波长复合变幅杆，4.紧固螺丝，5.工具头，6.高速旋转接头，7.穿线孔，8.通水孔，9.压电陶瓷换能器，10.可伸缩密封管，11.中空高强螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明
图1为整个新型电主轴的总装图，图2为结构件连接示意图，图3、图4为辅助说明图，图1、图2中，超声波电主轴装置包括高速旋转接头6，在高速旋转接头6的一端通过螺纹连接进水管，另一端连接特种加工转子2，特种加工转子2的另一端通过紧固螺丝4将半波长复合变幅杆3锁紧在特种加工转子2上，压电陶瓷换能器9通过中空高强螺栓11连接在半波长复合变幅杆3上，半波长复合变幅杆3工作端通过通用的ER筒夹和紧固螺帽将工具头5装卡固定，图3中，特种加工转子2中间有两侧通孔穿线孔7和中心通孔通水孔8，高速旋转接头6连接通水孔8，通水孔8的另一端连接可伸缩密封管10，可伸缩密封管10的另一端连接中空高强螺栓11，而穿线孔7穿线，一端连接压电陶瓷换能器9，另一端连接接收电磁线圈1-B，接收电磁线圈1-B固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈1-A通过键和定位销固定在特种加工转子2上，发射电磁线圈1-A连接外部控制电源，将信号传递到压电陶瓷换能器9产生高频振动加工。

Claims (2)

1.一种无线供电超声波旋转加工电主轴，主要由发射电磁线圈(1-A)、接收电磁线圈(1-B)、特种加工转子(2)、半波长复合变幅杆(3)、紧固螺丝(4)、工具头(5)、高速旋转接头(6)、穿线孔(7)、通水孔(8)、压电陶瓷换能器(9)、可伸缩密封管(10)、中空高强螺栓(11)组成，其特征在于：高速旋转接头(6)的一端通过螺纹连接外部进水管，另一端螺纹连接特种加工转子(2)的小端，特种加工转子(2)的另一端通过紧固螺丝(4)将半波长复合变幅杆(3)锁紧在特种加工转子(2)的端面上，特种加工转子(2)大端内径位置与半波长复合变幅杆(3)外径位置轴孔精密配合，压电陶瓷换能器(9)通过中空高强螺栓(11)连接在半波长复合变幅杆(3)上，半波长复合变幅杆(3)工作端通过通用的ER筒夹和紧固螺帽将工具头(5)装卡固定，特种加工转子(2)中间有穿线孔(7)，分布在中心通水孔(8)的两侧，高速旋转接头(6)与通水孔(8)向前通水，通水孔(8)的另一端连接可伸缩密封管(10)，可伸缩密封管(10)的另一端连接中空高强螺栓(11)，冷却液在内部传输对工具头(5)冷却，穿线孔(7)穿线，一端连接压电陶瓷换能器(9)，另一端连接接收电磁线圈(1-B)，接收电磁线圈(1-B)固定在电主轴外壳上，发射电磁线圈(1-A)通过键和定位销固定在特种加工转子(2)上，发射电磁线圈(1-A)连接外部控制电源，将信号传递到压电陶瓷换能器(9)产生高频振动加工。
2.根据权利要求1所述的一种无线供电超声波旋转加工电主轴，其特征在于：所述的电磁线圈(1-A)和(1-B)为带圆形、方形外壳的圆环形状的电磁线圈。
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