CN107695368A - Hsk32‑sk06超声波刀柄 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种HSK32‑SK06超声波刀柄，其包括HSK32刀柄、保持套、无线电能发射端、无线电能接收端、超声换能器和安装板，电主轴的下端面设有用来安装HSK32刀柄的装配位；本发明的结构设计巧妙、合理，保持套的下端对称设有两安装臂，有效简化整体结构，体积轻巧，不仅工作稳定性好，还给拆装工序带来方便；无线电能发射端设置安装板上，以电磁感应的方式传递超声能量，无需与无线电能接收端直接接触，具有高稳定、高转速、高精度、长寿命等优点；换刀卡槽位于无线电能接收端的下方位置，更利于自动换刀，实现刀库的自动更换与放置刀柄，利于广泛推广使用。

Description

HSK32-SK06超声波刀柄
技术领域
本发明涉及超声刀柄技术领域，特别涉及一种HSK32-SK06超声波刀柄。
背景技术
当前一些特殊材料应用越来越广泛，比如玻璃、蓝宝石、碳化硅、复合材料等。这些材料由于机械特性很硬脆，导致采用传统的加工工艺无法满足这些材料的加工精度的要求。当前行业采用了超声能量辅助的方式，结合现有机床的高速旋转，用于这类硬脆材料的可加工性、加工精度、以及提高加工刀具的寿命。在超声辅助加工中，超声能是加工工艺最为关键的参数，其起到激发材料原子能，降低切削力等作用。换能器(Transducer)是超声加工中提供超声能量的核心执行机构，其工作原理为利用压电逆效应将频率电信号转换为高频超声振动，并将超声能传输到加工材料。
然而现有的换能器和HSK超声刀柄均为采用分体式结构设计，进而增加了超声电主轴结构的复杂性，使用范围窄，而且一般都是采用滑环方式来传递超声能量，这种接触式结构会存在：易磨损和主轴转速低等问题等一系列问题使得超声复合加工很难推广于实际生产。另外，其结构也不利于自动换刀，易出现刀柄、卡刀手、刀库等机械结构的干涉。
为此，本发明人研发了一种可自动换刀的HSK超声波刀柄结构，专利申请号为“201610928275.0”，其包括HSK刀柄、保持架、无线电能发射端、无线电能接收端、超声换能器和压板，HSK刀柄靠近超声换能器的一端外周面位置上设有卡刀位，且卡刀位处于无线电能接收端的下方位置；但是其结构相对而言还是比较复杂，仍具有改进的空间，比如保持架的结构较为复杂，安装繁琐，同时体积笨重，影响到超声工作稳定性和效率，而且超声换能器是通过压板固定，结构也相对复杂，且其的刀柄结构设计也不够合理，容易出现干涉超声换能器的问题。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，结构简单，超声工作稳定性好、效率高的HSK32-SK06超声波刀柄。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种HSK32-SK06超声波刀柄，其包括HSK32刀柄、保持套、无线电能发射端、无线电能接收端、超声换能器和安装板，电主轴的下端面设有用来安装HSK32刀柄的装配位，保持套套设固定在电主轴的下端，保持套的下端对称设有两轴向延伸的安装臂，安装板的两端与安装臂相连接，该安装板的底面中部位置向凹入形成安装位，该安装位上设有与所述装配位相对应的通孔，所述无线电能发射端设置在该通孔的周缘位置；HSK32刀柄的上端设有与所述装配位相适配的安装头，该安装头上设有圆形轴孔，该圆形轴孔的内壁中部位置径向凹入形成卡腔；该安装头的下方位置径向增大形成与所述无线电能接收端相适配的套接部，该套接部的下方位置径向增大形成能将无线电能接收端定位托住的定位托部，该定位托部的下方位置径向凹入形成换刀卡槽，该换刀卡槽的外周面上设有弧形凸面和水平基面；HSK32刀柄的上端穿过通孔设置在装配位上，该HSK32刀柄的下端内按由下至上的顺序设有呈阶梯状依次缩小的第一凹腔、第二凹腔、第三凹腔和第四凹腔；所述超声换能器中的变幅杆通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔的开口上，且该超声换能器中的压电陶瓷组件延伸至所述第二凹腔和第三凹腔的位置处；所述套接部上设有与所述第四凹腔相连接的线孔，所述无线电能接收端对应无线电能发射端的位置处套设在套接部上，且该无线电能接收端上的连接线穿过线孔并与所述超声换能器相连接。
作为本发明的进一步改进，所述超声换能器包括工具头、压电陶瓷组件、变幅杆、SK06夹头和GSK06压帽，变幅杆的下端的端面上设有与所述SK06夹头相适配的锥形腔，变幅杆的下端外周面上设有与所述GSK06压帽相适配的外螺纹，SK06夹头设置在该锥形腔中，工具头放置在该SK06夹头的夹口中，GSK06压帽拧在外螺纹上并迫使SK06夹头将工具头夹紧；变幅杆的上端径向凸起形成能卡顶在所述安装腔的开口边缘处的联接部，该联接部通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔的开口上，该变幅杆的上端面中心位置轴向凸起形成安装凸台，该安装凸台的周缘位置轴向凸起形成固定圈，该固定圈位于第一凹腔内，该固定圈的内壁与安装凸台的外壁之间具有间隔，压电陶瓷组件通过螺栓固定在安装凸台上。
作为本发明的进一步改进，所述安装板的外形轮廓为方形，其的两端设有圆弧凸起。
作为本发明的进一步改进，所述无线电能发射端包括原边保护套及设置在该原边保护套内的原边磁芯，该原边磁芯上卷绕有感应线圈。
作为本发明的进一步改进，所述无线电能接收端包括副边保护套及设置在该副边保护套内的副边磁芯，该副边磁芯上卷绕有感应线圈。
作为本发明的进一步改进，所述保持套上呈圆心对称设有多个径向锁紧螺丝孔。
作为本发明的进一步改进，所述安装臂的外表面上间隔设有两环形凹槽。
作为本发明的进一步改进，所述电主轴的下端设有锥形面。
本发明的有益效果为：本发明的结构设计巧妙、合理，HSK32刀柄的上端的安装头内设有卡腔，可以方便与拉钉相连接，安装方式灵活，满足不同的使用需求；HSK32刀柄的下端内按由下至上的顺序呈阶梯状依次缩小的第一凹腔、第二凹腔、第三凹腔和第四凹腔，在方便接线的同时，也有效解决干涉超声换能器的问题，确保工作精度和稳定性。
保持套的下端对称设有两安装臂，有效简化整体结构，体积轻巧，不仅工作稳定性好，还给拆装工序带来方便，并使得HSK32刀柄与主轴相对独立，给日常使用与更换带来方便；无线电能发射端设置安装板上，以电磁感应的方式传递超声能量，无需与无线电能接收端直接接触，有效解决传统滑环方式所带来的磨损及主轴转速低等问题等一系列问题，进一步提升超声电主轴的工作稳定性，具有高稳定、高转速、高精度、长寿命等优点；换刀卡槽位于无线电能接收端的下方位置，并且设有设有弧形凸面和水平基面，更利于自动换刀，实现刀库的自动更换与放置刀柄，有效避免出现刀柄、卡刀手、刀库等机械结构之间的相互干涉；另外超声换能器通过热装、冷压或焊接方式固定在HSK32刀柄上，结合紧密，连接牢固，结构稳定性好，利于广泛推广使用。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的分解结构示意图。
图3是本发明中HSK32刀柄的结构示意图。
具体实施方式
实施例：见图1至图3，本发明提供的一种HSK32-SK06超声波刀柄，其包括HSK32刀柄1、保持套2、无线电能发射端3、无线电能接收端4、超声换能器5和安装板6，电主轴7的下端面设有用来安装HSK32刀柄1的装配位71，保持套2套设固定在电主轴7的下端，保持套2的下端对称设有两轴向延伸的安装臂8，安装板6的两端与安装臂8相连接。设有安装臂8后，有效简化保持套2的结构。体积轻小，在减轻自重的同时，减少超声能量的径向扩散，更能保证超声能量的传递路径，有效提升超声能量传递效率。而且安装臂8的两侧为镂空结构，能清楚实时查看到HSK32刀柄11与电主轴7连接结构，使用安全、可靠。
所述安装板6的底面中部位置向凹入形成安装位61，该安装位61上设有与所述装配位71相对应的通孔62，所述无线电能发射端3设置在该通孔62的周缘位置；HSK32刀柄1的上端设有与所述装配位71相适配的安装头11，该安装头11上设有圆形轴孔12，该圆形轴孔12的内壁中部位置径向凹入形成卡腔13；该安装头11的下方位置径向增大形成与所述无线电能接收端4相适配的套接部14，该套接部14的下方位置径向增大形成能将无线电能接收端4定位托住的定位托部15，该定位托部15的下方位置径向凹入形成换刀卡槽16，该换刀卡槽16的外周面上设有弧形凸面和水平基面；HSK32刀柄1的上端穿过通孔62设置在装配位71上，该HSK32刀柄1的下端内按由下至上的顺序设有呈阶梯状依次缩小的第一凹腔17、第二凹腔18、第三凹腔19和第四凹腔110；所述超声换能器5中的变幅杆通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔17的开口上，且该超声换能器5中的压电陶瓷组件延伸至所述第二凹腔18和第三凹腔19的位置处；所述套接部14上设有与所述第四凹腔110相连接的线孔111，所述无线电能接收端4对应无线电能发射端3的位置处套设在套接部14上，且该无线电能接收端4上的连接线穿过线孔111并与所述超声换能器5相连接。
HSK32刀柄1的上端的安装头11内设有卡腔13，可以方便与拉钉相连接，安装方式灵活，满足不同的使用需求；HSK32刀柄1的下端内按由下至上的顺序呈阶梯状依次缩小的第一凹腔17、第二凹腔18、第三凹腔19和第四凹腔110，在方便接线的同时，也有效解决干涉超声换能器5的问题，确保工作精度和稳定性。
具体的，所述超声换能器5包括工具头51、压电陶瓷组件52、变幅杆53、SK06夹头54和GSK06压帽55，变幅杆53的下端的端面上设有与所述SK06夹头54相适配的锥形腔，变幅杆53的下端外周面上设有与所述GSK06压帽55相适配的外螺纹，SK06夹头54设置在该锥形腔中，工具头51放置在该SK06夹头54的夹口中，GSK06压帽55拧在外螺纹上并迫使SK06夹头54将工具头51夹紧；变幅杆53的上端径向凸起形成能卡顶在所述安装腔的开口边缘处的联接部，该联接部通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔17的开口上，装配紧密，连接牢固，提升工作精度。较佳的，所述联接部朝向所述工具头51的一端面内侧位置设有下凹槽，另一端面外侧位置设有上凹槽。即整体横截面轮廓呈Z字形，能较好地与HSK32刀柄1相结合，且结合效果好，有效地超声能量的向外传递，从而保证超声能量的传递路径，不仅大大提升超声能量传递效率，而且又能保证超声电主轴7的旋转性能，进而保证加工效果，具有良好的工作性能。
该变幅杆53的上端面中心位置轴向凸起形成安装凸台，该安装凸台的周缘位置轴向凸起形成固定圈，该固定圈位于第一凹腔17内，该固定圈的内壁与安装凸台的外壁之间具有间隔，压电陶瓷组件52通过螺栓固定在安装凸台上。较佳的，所述压电陶瓷组件52包括多块依次叠置，且相并联的压电陶瓷。多块压电陶瓷采用并联方式连接，在保证具有小体积的基础上，有效降低阻抗，耗能低。加设有固定圈且与安装凸台之间有间隙，有效切断超声能量的径向扩散路径，进而保证超声能量的传递路径，有效提升超声能量传递效率。
具体的，所述安装板6的外形轮廓为方形，其的两端设有圆弧凸起。
所述无线电能发射端3包括原边保护套及设置在该原边保护套内的原边磁芯，该原边磁芯上卷绕有感应线圈。所述无线电能接收端4包括副边保护套及设置在该副边保护套内的副边磁芯，该副边磁芯上卷绕有感应线圈。工作时，该超声波发生器产生高频超声能量并加载到无线电能发射端3，该无线电能发射端33以电磁感应的方式，将超声能量传递到无线电能接收端4，并由该无线电能接收端4加载到超声换能器5上，进而达到无线传输电能的目的，无需接触，有效解决传统滑环方式所带来的磨损及主轴转速低等问题等一系列问题，进而提升超声电主轴7的工作稳定性，具有高转速、寿命长等优点。
在所述保持套2上呈圆心对称设有多个径向锁紧螺丝孔，给悬挂使用带来方便。
在所述安装臂8的外表面上间隙设有两环形凹槽，有效简化保持套2的结构，体积轻小，在减轻自重的同时，减少超声能量的径向扩散，更能保证超声能量的传递路径，有效提升超声能量传递效率。
所述电主轴7的下端设有锥形面72。在方便安装保持套2的同时，也能减少超声能量的径向传递，从而保证超声能量的传递路径，提高超声能量传递效率。电主轴7上设有径向凸起73，工作平稳性更佳。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它超声刀柄，均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于：其包括HSK32刀柄、保持套、无线电能发射端、无线电能接收端、超声换能器和安装板，电主轴的下端面设有用来安装HSK32刀柄的装配位，保持套套设固定在电主轴的下端，保持套的下端对称设有两轴向延伸的安装臂，安装板的两端与安装臂相连接，该安装板的底面中部位置向凹入形成安装位，该安装位上设有与所述装配位相对应的通孔，所述无线电能发射端设置在该通孔的周缘位置；HSK32刀柄的上端设有与所述装配位相适配的安装头，该安装头上设有圆形轴孔，该圆形轴孔的内壁中部位置径向凹入形成卡腔；该安装头的下方位置径向增大形成与所述无线电能接收端相适配的套接部，该套接部的下方位置径向增大形成能将无线电能接收端定位托住的定位托部，该定位托部的下方位置径向凹入形成换刀卡槽，该换刀卡槽的外周面上设有弧形凸面和水平基面；HSK32刀柄的上端穿过通孔设置在装配位上，该HSK32刀柄的下端内按由下至上的顺序设有呈阶梯状依次缩小的第一凹腔、第二凹腔、第三凹腔和第四凹腔；所述超声换能器中的变幅杆通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔的开口上，且该超声换能器中的压电陶瓷组件延伸至所述第二凹腔和第三凹腔的位置处；所述套接部上设有与所述第四凹腔相连接的线孔，所述无线电能接收端对应无线电能发射端的位置处套设在套接部上，且该无线电能接收端上的连接线穿过线孔并与所述超声换能器相连接。
2.根据权利要求1所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述超声换能器包括工具头、压电陶瓷组件、变幅杆、SK06夹头和GSK06压帽，变幅杆的下端的端面上设有与所述SK06夹头相适配的锥形腔，变幅杆的下端外周面上设有与所述GSK06压帽相适配的外螺纹，SK06夹头设置在该锥形腔中，工具头放置在该SK06夹头的夹口中，GSK06压帽拧在外螺纹上并迫使SK06夹头将工具头夹紧；变幅杆的上端径向凸起形成能卡顶在所述安装腔的开口边缘处的联接部，该联接部通过热装、冷压或焊接方式固定在第一凹腔的开口上，该变幅杆的上端面中心位置轴向凸起形成安装凸台，该安装凸台的周缘位置轴向凸起形成固定圈，该固定圈位于第一凹腔内，该固定圈的内壁与安装凸台的外壁之间具有间隔，压电陶瓷组件通过螺栓固定在安装凸台上。
3.根据权利要求1所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述安装板的外形轮廓为方形，其的两端设有圆弧凸起。
4.根据权利要1-3中任意一项所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述无线电能发射端包括原边保护套及设置在该原边保护套内的原边磁芯，该原边磁芯上卷绕有感应线圈。
5.根据权利要4所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述无线电能接收端包括副边保护套及设置在该副边保护套内的副边磁芯，该副边磁芯上卷绕有感应线圈。
6.根据权利要1所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述保持套上呈圆心对称设有多个径向锁紧螺丝孔。
7.根据权利要1所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述安装臂的外表面上间隔设有两环形凹槽。
8.根据权利要1所述的HSK32-SK06超声波刀柄，其特征在于，所述电主轴的下端设有锥形面。
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