CN108857878A - 一种超声波加工平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波加工平台，涉及机床加工技术领域。该带动平衡环的刀盘组件包括机床主轴、超声波刀柄、动平衡环和刀盘；超声波刀柄包括柄本体和变幅杆；变幅杆的一端与柄本体连接，另一端与刀盘连接；变幅杆通过设置在其端部的装配法兰与柄本体连接；装配法兰上设置有第一台阶；动平衡环套设在柄本体与变幅杆连接的位置上，并通过第一台阶定位。本发明提供的带动平衡环的刀盘组件，具有动态性能好和精度高的优点。

Description

一种超声波加工平台

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其是涉及一种超声波加工平台。

背景技术

超声加工是利用超声频作小振幅振动的工具，并通过它与工件之间游离于液体中的磨料对被加工表面的捶击作用，使工件材料表面逐步破碎的特种加工。普通超声加工是通过液态介质加工产品，属于特种加工，应用范围小，无法用在范围较广的切削加工、磨削加工中，且超声加工机床结构复杂，价格高昂。因此，将超声加工与工具旋转组合起来的旋转超声加工模式逐渐得到越来越广泛的应用。

专利CN106181595A公开了一种固结磨料超声加工装置及方法，属于硬脆性材料加工领域，可以进行异形孔加工和平面磨削加工，所述固结磨料超声加工装置包括XY轴进给装置、工作槽、主轴立柱、固结磨料工具、Z轴伺服进给装置和超声波发生系统，所述超声波发生器采用超声恒流电源，所述超声恒流电源包括用于采集超声换能器两端的电流和电压的采集单元和用于计算超声加工系统的等效阻抗的处理单元，所述处理单元将计算的等效阻抗与阻抗设定值进行比较后对固结磨料工具的进给速度和/或超声波发生器的输出电流进行调节。上述固结磨料超声加工装置虽然加工精度较高，然而效率不高，无法实现保证加工精度的情况下快速加工。专利TWM372763U公开了一种超声波振动式刀具模组，第一线圈固定於固定本体。声波产生器电连接至第一线圈。旋转本体可转动地安装至固定本体。第二线圈固定於旋转本体。两第一接点固定於旋转本体上并电连接至第二线圈。刀把本体可拆卸地装设於旋转本体上。两第二接点固定於刀把本体上，并分别电连接至两第一接点。稳压电路板设於刀把本体上，并具有两输入端电连接至两第二接点，用以稳定第二线圈於旋转时产生的输入电压并於两个输出端输出输出电压。第一压电片及第二压电片分别电连接至两个输出端以共同产生振动。扩幅杆固定於刀把本体，用以对振动予以扩幅，上述超声波振动式刀具模组加工精度有待提高，能加工的材料以及加工效率有限。专利KR20150101628A公开了一张自由仿形切割高硬度材料的装置，用于切割硬质材料，利用超声波，包括：切削刀具，其具有超声波发生器切割硬质材料与金刚石研磨，利用超声波从超声波发生器以及主要制作自不锈钢；一磨料喷射器施加磨料，包括细金刚石的粒子硬质材料切割硬质材料；以及切削刀具驾驶装置，用于施加力切削刀具在垂直方向切割硬质材料。该装置切割一种硬质材料，利用超声波可应用，用于处理硬质材料例如蓝宝石以及增强玻璃施加到智能电话等，然而上述自由仿形切割高硬度材料的装置加工效率不高，无法实现保证加工精度的情况下快速加工。

现有的超声波刀柄结构，由于主轴带动刀柄旋转时会出现转动不平衡的现象，如此容易导致刀盘与刀柄连接后，刀盘的径向跳动和端面跳动大，影响加工精度，同时也影响刀柄的使用寿命。

基于此，本发明提供了一种超声波加工平台以解决上述的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波加工平台，以解决现有技术中由于主轴旋转过程中存在转动不平衡，从而导致加工精度差，刀柄寿命短的技术问题。

基于上述目的，本发明提供了一种超声波加工平台，包括机床主轴、超声波刀柄、动平衡环和刀具；

所述超声波刀柄包括柄本体、无线传输接收装置和超声波换能器；

所述柄本体的第一端与所述机床主轴连接，第二端开设有安装腔体；所述超声波换能器包括变幅杆和设置在所述变幅杆的第一端的压电振子，所述变幅杆的第二端与所述刀具连接；所述变幅杆的第一端具有装配法兰，所述变幅杆通过所述装配法兰与所述柄本体的第二端连接；所述压电振子位于所述安装腔体内，所述压电振子与所述无线传输接收装置连接；所述装配法兰上设置有第一台阶；所述柄本体的第一端与第二端之间设置有用于定位所述无线传输接收装置的定位凸台；所述柄本体的第二端端部外沿与所述定位凸台的外沿通过内凹的弧面连接；

所述动平衡环套设在所述柄本体与所述变幅杆连接的位置上，并通过所述第一台阶定位；

所述刀具为磨刀或切削刀。

可选的，上述超声波加工平台，所述内凹的弧面包括环体套接部和平滑弧面部；

所述平衡环套设在所述环体套接部上；

所述平滑弧面部连接所述环体套设部的上沿和所述定位凸台的下沿，用于防止所述平衡环在转动过程中发生向上的位移。

可选的，上述超声波加工平台，所述柄本体上还设置有第二台阶；

所述第二台阶与所述定位凸台的距离小于所述无线传输接收装置沿轴向的长度。

可选的，上述超声波加工平台，所述刀具为刀盘；

所述刀盘包括刀盘基座和固定设置在所述刀盘基座上的磨削部；

所述磨削部呈环形；

沿所述磨削部的周向，所述磨削部远离所述刀盘基座的一端设置有多个排屑槽；

所述排屑槽的延伸方向与所述磨削部的轴向呈锐角；

沿所述磨削部的轴向，所述排屑槽贯穿所述磨削部。

可选的，上述超声波加工平台，所述刀盘基座包括基座平台部和基座连接部；沿所述磨削部的轴向，所述基座平台部、所述基座连接部和所述磨削部依次固定连接；

所述基座平台部呈圆柱形，所述基座连接部呈锥环形；

所述排屑槽依次贯穿所述磨削部和所述基座连接部；

所述基座平台部、所述基座连接部和所述磨削部共轴设置。

可选的，上述超声波加工平台，所述基座平台部远离所述基座连接部的一面设置有刀盘中心孔；所述刀盘中心孔和所述磨削部共轴设置；

所述刀盘中心孔呈圆柱形；或者，所述刀盘中心孔呈圆锥台形，所述刀盘中心孔的大截面端设置在所述基座平台部远离所述基座连接部的表面；

所述刀盘中心孔为盲孔或者通孔。

可选的，上述超声波加工平台，动平衡环包括环体，所述环体具有内侧面和外侧面；所述环体的上设置有多个配重孔，所述配重孔由所述外侧面沿着所述环体的径向贯穿至所述内侧面；

所述柄本体的第一端用于与机床主轴连接，第二端用于与刀体连接；所述柄本体靠近第二端的位置上设置有第一台阶；所述第一台阶用于定位所述动平衡环。

可选的，上述超声波加工平台，还包括调节装置；

所述调节装置安装于所述配重孔中。

可选的，上述超声波加工平台，所述配重孔具有内螺纹；所述调节装置为第一柱状体，所述第一柱状体具有外螺纹；所述外螺纹用于与所述内螺纹配合。

可选的，上述超声波加工平台，所述配重孔的孔径满足以下公式：

d＝0.5L+0.02D+0.2W+0.1，

其中，d表示配重孔的孔径，D1表示环体的外径，D2表示环体的内径，L表示环体的轴向长度，W表示环体的环宽。

本发明提供的超声波加工平台，包括机床主轴、超声波刀柄、动平衡环和刀具；超声波刀柄包括柄本体、无线传输接收装置和超声波换能器；柄本体的第一端与机床主轴连接，第二端开设有安装腔体；超声波换能器包括变幅杆和设置在变幅杆的第一端的压电振子，变幅杆的第二端与刀具连接；变幅杆的第一端具有装配法兰，变幅杆通过装配法兰与柄本体的第二端连接；压电振子位于安装腔体内，压电振子与无线传输接收装置连接；装配法兰上设置有第一台阶；柄本体的第一端与第二端之间设置有用于定位无线传输接收装置的定位凸台；柄本体的第二端端部外沿与定位凸台的外沿通过内凹的弧面连接；动平衡环套设在柄本体与变幅杆连接的位置上，并通过第一台阶定位；刀具为磨刀或切削刀。本发明提供的超声波加工平台，超声波刀柄上套设了动平衡环，使得与超声波刀柄连接的刀盘在机床主轴的带动下具有更好的动态性能，从而提高了刀具的加工精度。

基于此，本发明较之原有技术，具有动态性能好、加工精度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的超声波加工平台第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的超声波加工平台第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的超声波加工平台中柄本体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的超声波加工平台第一种超声波刀柄与其他刀盘组件连接的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的超声波加工平台第二种超声波刀柄与其他刀盘组件连接的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的超声波加工平台中动平衡环的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的超声波加工平台中磨削刀盘的结构示意图；

图8为图7所示的磨削刀盘的俯视图；

图9为图7所示的磨削刀盘的A-A剖视图；

图10为本发明实施例提供的超声波加工平台中磨削刀盘的另一结构示意图。

图标：100-动平衡环；101-环体；1011-内侧面；1012-外侧面；102-配重孔；200-柄本体；201-柄本体的第一端；202-柄本体的第二端；203-第一台阶；204-定位凸台；205-内凹的弧面；2051-环体套接部；2052-平滑弧面部；206-第二台阶；300-无线传输接收装置；301-变幅杆；400-刀盘；410-刀盘基座；411-刀盘中心孔；412-刀盘安装孔；413-冷却液孔；414-基座平台部；415-基座连接部；420-磨削部；421-排屑槽；422-切削刃；500-机床主轴；600-无线传输发射装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供的超声波加工平台第一视角的结构示意图；图2为本发明实施例提供的超声波加工平台第二视角的结构示意图；图3为本发明实施例提供的超声波加工平台中柄本体的结构示意图；图4为本发明实施例提供的超声波加工平台第一种超声波刀柄与其他刀盘组件连接的结构示意图；图5为本发明实施例提供的超声波加工平台第二种超声波刀柄与其他刀盘组件连接的结构示意图。

如图1和图2所示，在本实施例中提供了一种超声波加工平台，所述超声波加工平台包括机床主轴500、超声波刀柄、动平衡环100和刀具；

所述超声波刀柄包括柄本体200、无线传输接收装置300和超声波换能器；

所述柄本体的第一端201与所述机床主轴500连接，第二端开设有安装腔体；所述超声波换能器包括变幅杆301和设置在所述变幅杆301的第一端的压电振子，所述变幅杆301的第二端与所述刀具连接；所述变幅杆301的第一端具有装配法兰，所述变幅杆301通过所述装配法兰与所述柄本体的第二端202连接；所述压电振子位于所述安装腔体内，所述压电振子与所述无线传输接收装置300连接；所述装配法兰上设置有第一台阶203；所述柄本体的第一端201与第二端之间设置有用于定位所述无线传输接收装置300的定位凸台204；所述柄本体的第二端端部外沿与所述定位凸台的外沿通过内凹的弧面205连接；

所述动平衡环100套设在所述柄本体200与所述变幅杆301连接的位置上，并通过所述第一台阶203定位；

所述刀具为磨刀或切削刀。

具体的，上述超声波刀柄，柄本体200用于起到连接机床主轴500、安装超声波换能器等部件的作用，与无线传输接收装置300配合使用的无线传输发射装置600将超声电源发生器产生的高频电能信号通过无线传输的方式传递到无线传输接收装置300上，无线传输接收装置300接收无线传输发射装置600发出的信号并将感应到的信号还原成高频电能信号传递给超声波换能器，超声波换能器利用压电振子的压电逆效应将频率电信号转换为高频机械振动，并通过变幅杆301对机械振动进行放大传输到加工工件，进而能够配合传统普通机床实现超声加工。超声波刀柄，能够应用于传统的普通机床，在不改变普通机床结构的情况下进行超声加工，超声波换能器通过变幅杆301的装配法兰与柄本体200连接。另外，本实施例将原有的压盖与变幅杆301的装配法兰制作成一个整体，即形成了设置在装配法兰边沿上的第一台阶203，简化了整体结构，加强产品结构强度，进一步地，通过第一台阶203与柄本体200接触连接的位置上设置密封胶，密封胶能够将变幅杆301柄本体200之间的间隙填满，能够进一步加强产品的结构强度，并形成防水保护，防止渗水进柄本体200的安装腔体内破坏压电振子的压电效应，该超声波刀柄结构强度较好，产品经掉地或碰撞后变幅杆301不易倾斜，省去了压盖，结构简单易于装配，并且不易影响变幅杆301的圆跳动和动平衡，加工精度较高，使用寿命较长。

柄本体200的外壁上设有定位凸台204，所述定位凸台204用于定位所无线传输接收装置300。通过在柄本体200的外壁上设置定位凸台204，定位凸台204的位置可根据设计需求预先设置好，当无线传输接收装置300安装在超声波刀体上时，定位凸台204能够起到安装定位的作用，无线传输接收装置300可直接安装在定位凸台204处即可，无需反复调整安装位置，安装方便，操作简单，安装效率高。

如图3所示，本实施例的可选方案中，所述内凹的弧面205包括环体套接部2051和平滑弧面部2052；

所述平衡环100套设在所述环体套接部2051上；

所述平滑弧面部2052连接所述环体套设部2051的上沿和所述定位凸台204的下沿，用于防止所述平衡环100在转动过程中发生向上的位移。

本实施例的可选方案中，所述柄本体200上还设置有第二台阶206；

所述第二台阶206与所述定位凸台204的距离小于所述无线传输接收装置300沿轴向的长度。

本实施例的可选方案中，所述柄本体的第一端201端部直径、所述定位凸台204所在位置的柄本体200的直径和所述柄本体的第二端202端部直径的比例为1:1:(0.6-0.8)；

所述柄本体的第一端201到定位凸台204的距离与所述柄本体的第二端202到定位凸台204的距离为1:1。

如图4所示，该结构的柄本体200能够用于与连接端直径较大的机床主轴500连接，与本实施例中的刀盘400配合使用，具有较好的动态平衡性能。

本实施例的可先方案中，所述柄本体的第一端201端部直径、所述定位凸台204所在位置的柄本体200的直径和所述柄本体的第二端202端部直径的比例为(5-5.5):4:2；

所述柄本体的第一端201到定位凸台204的距离与所述柄本体的第二端202到定位凸台204的距离为比为1.8-2.5。

如图5所示，结构适用于与连接端直径较小的机床主轴500连接，与本实施例中的刀盘400配合使用，具有较好的动态平衡性能。

动平衡环100的套设在超声波刀柄上，配合上述刀盘400使用，保证了加工过程中刀盘400的动态平衡，提高了加工精度。

实施例二

图6为本发明实施例提供的超声波加工平台中动平衡环的结构示意图。

本实施例提供了一种应用于实施例一或实施例二提供的带动平衡环的刀盘组件中的动平衡环100，该动平衡环100所述动平衡环100包括环体101，所述环体101具有内侧面1011和外侧面1012；所述环体101的上设置有多个配重孔102，所述配重孔102由所述外侧面1012沿着所述环体101的径向贯穿至所述内侧面1011。

具体的，环体101呈圆环状，环体101还具有相对的两个环面，环面与环体101的轴线垂直。而内侧面1011和外侧面1012均与环体101的轴线平行，且环体101的直径垂直于内侧面1011和外侧面1012。使用时，通过将刀柄的柄本体200穿过安装孔，以实现动平衡环100的安装。配重孔102为圆形孔；配重孔102的轴线穿过环体101的环心。配重孔102贯穿内侧面1011和外侧面1012。将柄本体200与刀盘400装配形成一体后，再将动平衡环100安装于柄本体200上，然后通过在动平衡环100的配重孔102中安装物体，从而实现调节刀柄、刀盘400和动平衡环100形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，提高加工精度，减少机械故障的发生。

本实施例的可选方案中，还包括调节装置；

所述调节装置安装于所述配重孔102中。

在上述技术方案中，进一步的，所述配重孔102具有内螺纹。

在上述技术方案中，进一步的，所述调节装置为第一柱状体，所述第一柱状体具有外螺纹；

所述外螺纹用于与所述内螺纹配合。

具体而言，通过调节装置以实现重心的调节。调节装置与配重孔102之间的连接方式在本实施例中为螺纹连接。动平衡环100与柄本体200之间的连接方式为间隙配合，并在环体101上对称的两个配重孔102中安装调节装置，以实现动平衡环100与刀柄的固定连接。

进一步的，配重孔102的孔径与环体101的外径、环体101的轴向长度和环体101的环宽线性相关，通过实验测算，当线性相关时，便于配置相应的调节装置，且有利于快速的调节平衡。

具体而言，配重孔102的孔径满足以下公式：

d＝0.5L+0.02D+0.2W+0.1，

其中，d表示配重孔102的孔径，D1表示环体101的外径，D2表示环体101的内径，L表示环体101的轴向长度，W表示环体101的环宽。

动平衡环100的设计包括以下几个步骤：

(1)确定环体101的外径D1,环体101的外径D1等于1.1～1.3倍刀柄外径；

(2)确定环体101的内径D2，环体101的内径D2与刀柄外径间隙配合，公差等级为H8或者H10；

(3)确定环体101的宽度W，2W＝D1-D2；

(4)确定环体101的轴向长度L，环体101的轴向长度等于0.10-0.13刀柄的轴向长度；

(5)确定配重孔102的孔径d，d＝0.5L+0.02D+0.2W+0.1。

以配重孔102的数量为30个为例，采用动平衡环100调整刀柄/刀盘400重心的方法包括如下步骤：

(1)将动平衡环100套装在刀柄上，并与刀柄间隙配合；

(2)将4个0.3g的顶丝安装于配重孔102内，每隔90度角安装一个，由于间隙配合，顶丝顶住刀柄还起到将平衡环固定于刀柄的作用；

(3)使用重心测试仪测试刀柄组件/刀盘组件的重心，令第一次测试测出的偏重位置为第一偏重位置，第一次测出的偏重量为第一偏重量；

(4)根据测出的第一偏重位置处的第一偏重量，若第一偏重位置在步骤2安装的4个顶丝中的某一个位置，那么拆掉对应在此处的顶丝，使用重心测试仪测试刀柄组件/刀盘组件的重心，令第二次测试测出的偏重量为第二偏重量；根据第二偏重量的大小对应组合安装或者拆卸五种重量规格的顶丝；

(5)根据测出的第一偏重位置处的偏重量，若第一偏重位置不在步骤2安装的4个顶丝中的任何一个位置，那么根据第一偏重量在第一偏重位置处的对面安装相应规格的顶丝；

(6)重复步骤4、步骤5直至刀柄组件/刀盘组件的重心与刀柄轴向重合。

实施例三

图7为本发明实施例提供的超声波加工平台中磨削刀盘的结构示意图；图8为图7所示的磨削刀盘的俯视图；图9为图7所示的磨削刀盘的A-A剖视图；图10为本发明实施例提供的超声波加工平台中磨削刀盘的另一结构示意图。

参见图7-图10，本实施例提供了一种应用于实施例一的磨削刀盘，与实施例一中的超声波刀柄连接。该磨削刀盘包括刀盘基座410和固定设置在刀盘基座410上的磨削部420；磨削部420用于对工件表面进行磨削。

磨削部420呈环形；

沿磨削部420的周向，磨削部420远离刀盘基座410的一端设置有多个排屑槽421；可选地，排屑槽421的数量为2个-6个；例如，排屑槽421的数量为2个、3个、5个、6个等等。

排屑槽421的延伸方向与磨削部420的轴向呈锐角；通过排屑槽421的延伸方向与磨削部420的轴向呈锐角设置，以有效的排出磨削加工时产生的磨削屑，进而保障工件加工质量。

沿磨削部420的轴向，排屑槽421贯穿磨削部420。通过排屑槽421贯穿磨削部420，以使磨削加工时产生的磨削屑可以有效地沿着排屑槽421排出，进而保障工件加工质量。

可选地，排屑槽421的延伸方向与磨削部420的轴向之间的角度为45°-80°。当排屑槽421的延伸方向与磨削部420的轴向之间的角度处于45°-80°时，既可以有效提高磨削加工时的散热性能，又可以有效排出磨削加工时产生的磨削屑，保障了工件加工质量和磨削效率，还提高了磨削加工的精度。

可选地，磨削部420呈圆柱环形或者圆锥环形。

可选地，多个排屑槽421沿磨削部420的周向均匀设置。以使排屑槽421可以均匀的散热，在一定程度上提高了磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。

本实施例中所述磨削刀盘，包括刀盘基座410和磨削部420；通过磨削部420远离刀盘基座410的一端沿自身的周向设置有多个排屑槽421，既可以散出磨削加工时产生的热量，又可以排出磨削加工时产生的磨削屑，保障了工件加工质量，提高了磨削加工的精度，还延长了磨削部420的使用寿命，进而延长了磨削刀盘的使用寿命。通过排屑槽421的延伸方向与磨削部420的轴向呈锐角，以及排屑槽421贯穿磨削部420，以进一步提高磨削加工时的散热性能以及进一步有效排出磨削屑，从而进一步提高了磨削加工的精度和工件加工质量，还有效提高了磨削效率。

参见图7-图10所示，本实施例的可选方案中，刀盘基座410包括基座平台部414和基座连接部415；沿磨削部420的轴向，基座平台部414、基座连接部415和磨削部420依次固定连接；

可选地，基座平台部414呈圆柱形，基座连接部415呈锥环形；也即基座连接部415具有内部空腔。

可选地，排屑槽421依次贯穿磨削部420和基座连接部415；以使磨削加工时产生的磨削屑可以有效地沿着排屑槽421排出，进而保障工件加工质量。

可选地，基座平台部414、基座连接部415和磨削部420共轴设置。通过基座平台部414、基座连接部415和磨削部420共轴设置，以使刀盘的旋转更为稳定，进而保障工件的加工精度。

本实施例的可选方案中，基座平台部414远离基座连接部415的一面设置有刀盘中心孔411；刀盘中心孔411和磨削部420共轴设置；通过刀盘中心孔411和磨削部420共轴设置，以使刀盘的旋转更为稳定，进而保障工件的加工精度。

可选地，刀盘中心孔411呈圆柱形；或者，刀盘中心孔411呈圆锥台形，刀盘中心孔411的大截面端设置在基座平台部414远离基座连接部415的表面。刀盘中心孔411用于与刀柄配合，并定位磨削刀盘和刀柄，保证了磨削刀盘和刀柄的同心度，在一定程度上提高了磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。其中，圆锥台形的刀盘中心孔411，进一步提高了磨削刀盘和刀柄之间的定位精确性，进一步保证了磨削刀盘和刀柄的同心度。

可选地，磨削刀盘的刀盘中心孔411与刀柄采用过盈配合。

可选地，刀盘中心孔411为盲孔或者通孔。可选地，刀盘中心孔411为盲孔，以防止下述冷却液孔内通入冷却介质时，冷却介质通过刀盘中心孔411流出。

参见图7和图10所示，本实施例的可选方案中，基座平台部414设置有多个刀盘安装孔422；

刀盘安装孔422用于插接螺钉与刀柄固定连接；以提高刀柄与磨削刀盘连接的牢固度，在一定程度上提高了磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。通过基座平台部414的大平面进行螺丝固定，其装配更加牢固。

可选地，刀盘安装孔412的数量为2个-6个；例如，刀盘安装孔412为2个、3个、5个、6个等等。

可选地，多个刀盘安装孔412以磨削部420的轴向为中心轴，且多个刀盘安装孔412均匀设置；以使基座平台部414与刀柄装配更加牢固，以使磨削刀盘与刀柄装配更加牢固，在一定程度上提高了磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。

参见图7所示，本实施例的可选方案中，基座平台部414设置有至少一个冷却液孔413；

冷却液孔413贯穿基座平台部414，并与基座连接部415的内部空腔连通。通过冷却液孔413以提高磨削刀盘的散热能力，以使磨削加工时产生的热量可以有效的排出，以有效提高磨削部420的使用寿命。

可选地，多个冷却液孔413以基座平台部414的轴向为中心轴，且多个冷却液孔413均匀设置；以使磨削刀盘的散热更加均匀，进而保障磨削刀盘的磨削部420的使用寿命。

本实施例的可选方案中，刀盘基座410和/或磨削部420上设置有至少一个阶梯槽(图中未显示)；也就是说，刀盘基座410设置有至少一个阶梯槽，或者磨削部420设置有至少一个阶梯槽，或者刀盘基座410和磨削部420上均设置有至少一个阶梯槽。通过阶梯槽，以便于测量刀盘的端面跳动和圆度跳动，从而便于及时调整刀盘或者刀柄，以使刀盘旋转更加稳定，进而保障工件的加工精度。

其中，刀盘基座410设置的阶梯槽，可以设置在基座平台部414，也可以设置在基座连接部415。

可选地，阶梯槽呈环形，且阶梯槽以磨削部420的轴向为中心轴。

参见图9所示，本实施例的可选方案中，排屑槽421的槽口处具有切削刃422。通过切削刃422，能够对工件表面高点进行切削，从而起到缓冲磨削刀盘与工件之间的切削碰撞，保障工件的加工精度。

本实施例的可选方案中，切削刃422与磨削部420的垂直于轴向之间的刃角为55°-90°，也即切削刃422与磨削部420的径向之间的刃角为55°-90°。通过不同的刃角，可以改善工件表面的精度，以及降低切削刃422与工件之间的切削碰撞而产生的震动。

可选地，切削刃422与磨削部420的垂直于轴向之间的刃角例如可以为55°、60°、70°、85°或90°，或者其他角度。

切削刃422与磨削部420的垂直于轴向之间的刃角，可根据工件的材质、工件要求的加工精度等因素而定。

本实施例的可选方案中，磨削部420用于接触工件的表面设置有金刚石砂粒。由于金刚石砂砾能够提供良好的硬度和耐磨性能，从而保障磨削部420的使用寿命。

本实施例的可选方案中，刀盘基座410远离磨削部420的表面，平行于磨削部420远离刀盘基座410的表面；以提高磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。

可选地，基座平台部414远离磨削部420的表面，平行于磨削部420远离刀盘基座410的表面；以提高磨削刀盘旋转的稳定性，进而保障工件的加工精度。

本实施例的可选方案中，磨削部420远离刀盘基座410的一端的外周设置有半径为1.5mm-3mm的倒圆角。磨削部420采用倒圆角的设计，能够提高磨削部420的强度和切削寿命，有效延长了磨削部420的使用寿命。

为了更好地理解本实施例，以下进行了刀盘性能测试：

加工对象：100mm×100mm玻璃表面；

测试以及对比刀具：选取普通金刚石磨刀盘、无排屑槽刀盘、有排屑槽无切削刃刀盘、有排屑槽有切削刃刀盘(切削刃的刃角为90度)、有排屑槽有切削刃刀盘(切削刃的刃角为70度)、有排屑槽有切削刃刀盘(切削刃的刃角为60度)各十把刀具做测试。

需要说明的是，上述测试刀盘的磨削部直径相同，也即刀盘在玻璃表面的磨削直径相同。

测试表

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种超声波加工平台，其特征在于，包括机床主轴、超声波刀柄、动平衡环和刀具；

所述超声波刀柄包括柄本体、无线传输接收装置和超声波换能器；

所述柄本体的第一端与所述机床主轴连接，第二端开设有安装腔体；所述超声波换能器包括变幅杆和设置在所述变幅杆的第一端的压电振子，所述变幅杆的第二端与所述刀具连接；所述变幅杆的第一端具有装配法兰，所述变幅杆通过所述装配法兰与所述柄本体的第二端连接；所述压电振子位于所述安装腔体内，所述压电振子与所述无线传输接收装置连接；所述装配法兰上设置有第一台阶；所述柄本体的第一端与第二端之间设置有用于定位所述无线传输接收装置的定位凸台；所述柄本体的第二端端部外沿与所述定位凸台的外沿通过内凹的弧面连接；

所述动平衡环套设在所述柄本体与所述变幅杆连接的位置上，并通过所述第一台阶定位；

所述刀具为磨刀或切削刀。

2.根据权利要求1所述的超声波加工平台，其特征在于，所述内凹的弧面包括环体套接部和平滑弧面部；

所述平衡环套设在所述环体套接部上；

所述平滑弧面部连接所述环体套设部的上沿和所述定位凸台的下沿，用于防止所述平衡环在转动过程中发生向上的位移。

3.根据权利要求1所述的超声波加工平台，其特征在于，所述柄本体上还设置有第二台阶；

所述第二台阶与所述定位凸台的距离小于所述无线传输接收装置沿轴向的长度。

4.根据权利要求1所述的超声波加工平台，其特征在于，所述刀具为刀盘；

所述刀盘包括刀盘基座和固定设置在所述刀盘基座上的磨削部；

所述磨削部呈环形；

沿所述磨削部的周向，所述磨削部远离所述刀盘基座的一端设置有多个排屑槽；

所述排屑槽的延伸方向与所述磨削部的轴向呈锐角；

沿所述磨削部的轴向，所述排屑槽贯穿所述磨削部。

5.根据权利要求4所述的超声波加工平台，其特征在于，所述刀盘基座包括基座平台部和基座连接部；沿所述磨削部的轴向，所述基座平台部、所述基座连接部和所述磨削部依次固定连接；

所述基座平台部呈圆柱形，所述基座连接部呈锥环形；

所述排屑槽依次贯穿所述磨削部和所述基座连接部；

所述基座平台部、所述基座连接部和所述磨削部共轴设置。

6.根据权利要求5所述的超声波加工平台，其特征在于，所述基座平台部远离所述基座连接部的一面设置有刀盘中心孔；所述刀盘中心孔和所述磨削部共轴设置；

所述刀盘中心孔呈圆柱形；或者，所述刀盘中心孔呈圆锥台形，所述刀盘中心孔的大截面端设置在所述基座平台部远离所述基座连接部的表面；

所述刀盘中心孔为盲孔或者通孔。

7.根据权利要求5所述的超声波加工平台，其特征在于，动平衡环包括环体，所述环体具有内侧面和外侧面；所述环体的上设置有多个配重孔，所述配重孔由所述外侧面沿着所述环体的径向贯穿至所述内侧面；

所述柄本体的第一端用于与机床主轴连接，第二端用于与刀体连接；所述柄本体靠近第二端的位置上设置有第一台阶；所述第一台阶用于定位所述动平衡环。

8.根据权利要求7所述的超声波加工平台，其特征在于，还包括调节装置；

所述调节装置安装于所述配重孔中。

9.根据权利要求8所述的超声波加工平台，其特征在于，所述配重孔具有内螺纹；所述调节装置为第一柱状体，所述第一柱状体具有外螺纹；所述外螺纹用于与所述内螺纹配合。

10.根据权利要求9所述的超声波加工平台，其特征在于，所述配重孔的孔径满足以下公式：

d＝0.5L+0.02D+0.2W+0.1，

其中，d表示配重孔的孔径，D1表示环体的外径，D2表示环体的内径，L表示环体的轴向长度，W表示环体的环宽。