CN203992435U - 超音波主轴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关一种超音波主轴结构，包括锥套，具有相互连通的头部及身部，头部内部形成朝外渐扩锥形孔；心轴，与身部一端连通，内部形成第一及第二顶抵部；夹头，设置在锥形孔内，可拆卸地夹掣刀具；连杆，可轴向移动地设置在锥套与心轴内，邻近锥套一端连接流量调节栓，远离锥套一端套设管套，管套顶抵第二顶抵部；弹性组件，套设在连杆外，且两端分别顶抵在第一顶抵部与管套；超音波震荡器，套设在连杆外，并位在身部内以带动连杆连动；导电模块，套设在超音波震荡器外，并电性连接；及碳刷组，设置在身部上，并与导电模块电性连接。

Description

超音波主轴结构

技术领域

本实用新型有关于一种加工机械应用领域，尤指一种使用于加工的超音波主轴结构。

背景技术

超音波加工或超音波振动研磨加工等属非传统式切削加工，其在机械的振动装置所形成的刀具与加工物之间，注入砥粒及水或油的混合物，再以超音波的振动加速抵粒的打击作用，破坏加工物表面来进行加工，现行精密加工的一种。现有技术超音波加工机具的结构如图5所示(请同时参考中国台湾发明专利公开号第201244873号)，超音波加工机具90包括有一前夹座92，前夹座92设于一主轴91的前端，前夹座92具有一工具槽孔921，用以设置加工工具94(如刀具)，主轴91后端设有一超音波装置93，利用超音波装置93使主轴91前端的前夹座92所夹持的加工工具94具有超音波加工的功能。

前述现有技术的超音波加工机具90虽能达到超音波加工的效果，然，仍有诸多缺失存在，例如，加工参数无法智慧化以提高马达转速，且由于加工工具94属耗材，在超音波加工一段时间后，必需更换加工工具94，即以锁固工具95对前夹座92上的加工工具94进行取卸及锁固的操作，处理上相当费时繁琐，尤其超音波加工常应用于平板、数控面板等的大量玻璃板加工，其加工工具94的更换相当不符经济效率的要求，显有一并加以改善的必要。因此，现有技术的超音波加工机具90若为解决前述问题，其可将超音波装置93设于机具(主轴91)的前端，并以具自动夹持设计的前夹座以取代其手动操作的前夹座92，但如此一来，超音波振动仍会通过对夹座进行拉引作动的连动杆97(或主轴91)传递至机具后端，使得连动该主轴91的马达96容易受损，亦非理想的技术解决方案。

再者，于更换加工工具94(如刀具)时，必须使连动杆97与前夹座92具有移动的空间以便于更换加工工具94(如刀具)，而若是空出空间时，则超音波加工机具90于使用中会在超音波震动下，因各个组件间无法紧配合而有所松动，影响加工质量。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于解决上述问题而提供一种超音波主轴结构，可利用超音波震动使刀具在进行加工时能高精度，更可为模块化，得以直接生产制造，并于生产制造后再整体与油路本体组及打刀缸进行组装，以节省后端组装作业时间与程序。

为达上述目的，本实用新型提供一种超音波主轴结构，包括：一锥套，具有相互连通的一头部及一身部，该头部内部形成一朝外渐扩的锥形孔；

一心轴，与该锥套的该身部远离该头部的一端连通，该心轴内部形成一第一顶抵部及一第二顶抵部，该第一顶抵部邻近该锥套设置，该第二顶抵部远离该锥套设置；

一夹头，设置在该头部的该锥形孔内，用以可拆卸地夹掣一刀具；

一连杆，可轴向移动地设置在该锥套与该心轴内，该连杆邻近该锥套的一端连接有一流量调节栓，该连杆远离该锥套的一端套设一管套，该管套的一外凸缘的一侧顶抵该第二顶抵部；

一弹性组件，套设在该连杆外，且该弹性组件的两端分别顶抵在该第一顶抵部与该管套远离该第二顶抵部的一侧；

一超音波震荡器，套设在该连杆外，并位在该锥套的该身部内以一锁固螺帽进行固定，且该超音波震荡器可带动该锥套、该夹头及该刀具进行超音波震荡；

一导电模块，套设在该超音波震荡器外，并与该超音波震荡器电性连接；以及

一碳刷组，设置在该锥套的该身部上，并与该导电模块电性连接。

进一步地，该导电模块包括一导电铜环座、二导电铜环、一导电簧片以及一滚珠，该导电铜环座套设在该连杆外，该二导电铜环套设在该导电铜环座上；而该导电簧片及该滚珠设置在该导电铜环座及该超音波震荡器的该锁固螺帽之间，使得该导电铜环座可透过该导电簧片、该滚柱以及该锁固螺帽而将电导通到该超音波震荡器进行超音波震荡。

进一步地，该锥套的该身部与一油路本体组连接，该油路本体组远离该锥套的该身部的一端与一打刀缸连接。

进一步地，该心轴邻近该锥套的一端外侧与该油路本体之间设置有若干第一轴承，该心轴远离该锥套的一端外侧与该油路本体之间设置有若干第二轴承，该心轴远离该锥套的一端连接该打刀缸，该心轴的两端之间外侧与该油路本体之间接触设置有一转子，该转子外与该油路本体之间设置有一定子。

进一步地，该连杆与该超音波震荡器之间更套设有一绝缘热缩管。

进一步地，该心轴远离该锥套的一端供该打刀缸的一松刀推杆穿设。

进一步地，透过该松刀推杆接触推进该连杆远离该锥套的一端，使得该连杆邻近该锥套的一端透过该流量调节栓推顶该夹头，进而使该夹头对该刀具释放松脱，以便取出该刀具。

进一步地，在该身部内分别邻近该头部及该第一顶抵部的两端，均设置有一断震沟，超音波震动的方向是轴向的，因此该断震沟可大幅减低震波对该打刀缸的若干第一轴承及若干第二轴承的影响。

本实用新型的有益效果在于：藉由上述结构，利用超音波震动使刀具在进行加工时能高精度，更可为模块化，得以直接生产制造，并于生产制造后再整体与油路本体组及打刀缸进行组装，以节省后端组装作业时间与程序。夹头设置在锥套的锥形孔内，于换刀时，透过锥形孔的结构即可直接退刀，而无须空出空间使连杆移动，避免于超音波震动操作时的不平衡而造成组件间的松动；再者，当松刀推杆推抵管套时，管套进而推抵连杆，藉由连杆再推抵夹头往外移，使夹头松开，进而退出刀具，以达到自动退刀的功效；另外，换新刀具时，将刀具插入夹头后，松刀推杆往后退回，利用内设的多片弹性组件的弹力，以连杆将锥形夹头往回拉，因其顶住互相配合的锥套头部内的锥形孔，使得夹头被回拉时可以夹住刀具，而达到自动换刀的功效，且无须在锥套内腾出多余空间进行换刀作业。另外，由于碳刷组分别设置在两侧，因此，可直接进行更换，而无须变动其他相关组件；且利用导电模块的设置，而其结构是利用簧片及滚珠的搭配，使碳刷组置入时，即可直接与超音波震荡器电性连接，无须变动其他组件，可避免组件间的松动，必可达到快速导电的功效。

附图说明

图1为本实用新型实施例的超音波主轴结构的剖视示意图。

图2为本实用新型实施例的超音波主轴结构与一油路本体组及一打刀缸的分解剖视示意图。

图3为本实用新型实施例的超音波主轴结构与该油路本体组及该打刀缸的结合剖视示意图。

图4为本实用新型实施例的超音波主轴结构与该油路本体组及该打刀缸的外观示意图。

图5为现有技术的超音波加工机具的示意图。

主要符号说明

1超音波主轴结构；2锥套；21头部；211锥形孔；22身部；3心轴；31第一顶抵部；32第二顶抵部；4夹头；5连杆；51流量调节栓；52管套；6弹性组件；7超音波震荡器；71锁固螺帽；8导电模块；81导电铜环座；82导电铜环；83导电簧片；84滚珠；9碳刷组；9’螺丝；10刀具；11绝缘热缩管；12断震沟；100油路本体组；110第一轴承；120第二轴承；200打刀缸；210松刀推杆；310转子；320定子；90超音波加工机具；91主轴；92前夹座；921工具槽孔；93超音波装置；94加工工具；95锁固工具；96马达；97连动杆。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参考图1所示，本实用新型的超音波主轴结构1包括一锥套2、一心轴3、一夹头4、一连杆5、一弹性组件6、一超音波震荡器7、一导电模块8以及一碳刷组9。

锥套2具有相互连通的一头部21及一身部22，头部21内部形成一朝外渐扩的锥形孔211。

心轴3与锥套2的身部22远离头部21的一端连通，心轴3内部形成一第一顶抵部31及一第二顶抵部32，第一顶抵部31邻近锥套2设置，第二顶抵部32远离锥套2设置。

夹头4设置在头部21的锥形孔211内，用以可拆卸地夹掣一刀具10。

连杆5可轴向移动地设置在锥套2与心轴3内，连杆5邻近锥套2的一端连接有一流量调节栓51，连杆5远离锥套2的一端套设一管套52，管套52的一外凸缘521的一侧顶抵第二顶抵部32。

弹性组件6可为压缩弹簧或是弹片，可套设在连杆5外，且弹性组件6的两端分别顶抵在第一顶抵部31与管套52远离第二顶抵部32的一侧。

超音波震荡器7套设在连杆5外，并位在锥套2的身部22内，且超音波震荡器7以一锁固螺帽71进行固定，而超音波震荡器7可顶抵锥套2的身部22内壁以进行震荡，进而使得锥套2的头部21进行超音波震荡，最后再透过夹头4而带动刀具10而进行超音波震动的加工作业，以提高加工制程的精度。

而连杆5与超音波震荡器7之间更可套设有一绝缘热缩管11，用以使超音波震荡器7与连杆5之间绝缘，避免电性接触。

导电模块8套设在超音波震荡器7外侧，并与超音波震荡器7电性连接；导电模块8可包括一导电铜环座81、二导电铜环82、一导电簧片83以及一滚珠84，导电铜环座81套设在连杆5外，二导电铜环82套设在导电铜环座81上；而导电簧片83及滚珠84设置在导电铜环座81及超音波震荡器7的锁固螺帽71之间，使得导电铜环座81可透过滚柱84、导电簧片83以及锁固螺帽71而将电导通到超音波震荡器7进行超音波震荡。

再者，由于导电簧片83及滚珠84的设置，使得导电模块8装设后，利用导电簧片83的弹性而无须变动到其他组件，且利用滚珠84的接触，使得超音波震荡器7进行超音波震荡时，可以降低摩擦力，避免产生摩擦的热能，并使超音波震荡顺畅地进行。

另外，在身部22内分别邻近头部21及第一顶抵部31的两端，均设置有一断震沟12，超音波震动的方向是轴向的，因此断震沟12可大幅减低震波对第一轴承110及第二轴承120的影响。

碳刷组9设置在锥套2的身部22上，并与导电模块8电性连接；碳刷组9透过与导电模块8的电性接触而通电给超音波震荡器7进行超音波震动，以及透过定子320对转子310的作用而使转子310带动心轴3转动。因此，当拆除螺丝9’后，可直接更换碳刷组9，以达方便更换以及节省时间的功效。

请参考图2至图4，锥套2的身部22可与一油路本体组100连接，油路本体组100远离锥套2的身部22的一端与一打刀缸200连接。

心轴3邻近锥套2的一端外侧与油路本体100之间设置有若干第一轴承110，心轴3远离锥套2的一端外侧与油路本体100之间设置有若干第二轴承120，心轴3远离锥套2的一端连接打刀缸200，亦即，心轴3远离锥套2的一端供打刀缸200的一松刀推杆210穿设；透过松刀推杆210接触推进连杆5远离锥套2的一端，使得连杆5邻近锥套2的一端透过流量调节栓51推顶夹头4，进而使夹头4对刀具10释放松脱，以便取出刀具10。

亦即，当松刀推杆210推抵管套52时，管套52进而推抵连杆5，藉由连杆5再推抵夹头4往外移并使夹头4松开，进而退出刀具10，以达到自动退刀的功效；另外，换新刀具时，将刀具10插入夹头4后，松刀推杆210往后退回，利用内设的多片弹性组件6的弹力，以连杆5将锥形夹头4往回拉，因其顶住互相配合的锥套2的头部21内的锥形孔211，使得夹头4被回拉时可以夹住刀具10，而达到自动换刀的功效，且无须在锥套2内腾出多余空间进行换刀作业。

心轴3的两端之间外侧与油路本体100之间接触设置有一转子310，转子310外与油路本体100之间设置有一定子320；藉此以带动本实用新型的超音波主轴结构1进行转动，进而利用刀具10对被加工物进行加工。

综上所述，本实用新型的超音波主轴结构可为模块化，得以直接生产制造，并于生产制造后再整体与油路本体组及打刀缸进行组装，以节省后端组装作业时间与程序。夹头设置在锥套的锥形孔内，于换刀时，透过锥形孔的结构即可直接退刀，而无须空出空间使连杆移动，避免于超音波震动操作时的不平衡而造成组件间的松动；再者，当松刀推杆推抵管套时，管套进而推抵连杆，藉由连杆再推抵夹头往外移，使夹头松开，进而退出刀具，以达到自动退刀的功效；另外，换新刀具时，将刀具插入夹头后，松刀推杆往后退回，利用内设的多片弹性组件的弹力，以连杆将锥形夹头往回拉，因其顶住互相配合的锥套头部内的锥形孔，使得夹头被回拉时可以夹住刀具，而达到自动换刀的功效，且无须在锥套内腾出多余空间进行换刀作业。另外，由于碳刷组分别设置在两侧，因此，可直接进行更换，而无须变动其他相关组件；且利用导电模块的设置，而其结构是利用簧片及滚珠的搭配，使碳刷组置入时，即可直接与超音波震荡器电性连接，无须变动其他组件，可避免组件间的松动，必可达到快速导电的功效。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种超音波主轴结构，其特征在于，包括：

一锥套，具有相互连通的一头部及一身部，该头部内部形成一朝外渐扩的锥形孔；

一心轴，与该锥套的该身部远离该头部的一端连通，该心轴内部形成一第一顶抵部及一第二顶抵部，该第一顶抵部邻近该锥套设置，该第二顶抵部远离该锥套设置；

一夹头，设置在该头部的该锥形孔内，用以可拆卸地夹掣一刀具；

一连杆，可轴向移动地设置在该锥套与该心轴内，该连杆邻近该锥套的一端连接有一流量调节栓，该连杆远离该锥套的一端套设一管套，该管套的一外凸缘的一侧顶抵该第二顶抵部；

一弹性组件，套设在该连杆外，且该弹性组件的两端分别顶抵在该第一顶抵部与该管套远离该第二顶抵部的一侧；

一超音波震荡器，套设在该连杆外，并位在该锥套的该身部内以一锁固螺帽进行固定，且该超音波震荡器可带动该锥套、该夹头及该刀具进行超音波震荡；

一导电模块，套设在该超音波震荡器外，并与该超音波震荡器电性连接；以及

一碳刷组，设置在该锥套的该身部上，并与该导电模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的超音波主轴结构，其特征在于，该导电模块包括一导电铜环座、二导电铜环、一导电簧片以及一滚珠，该导电铜环座套设在该连杆外，该二导电铜环套设在该导电铜环座上；而该导电簧片及该滚珠设置在该导电铜环座及该超音波震荡器的该锁固螺帽之间，使得该导电铜环座可透过该导电簧片、该滚珠以及该锁固螺帽而将电导通到该超音波震荡器进行超音波震荡。

3.根据权利要求1所述的超音波主轴结构，其特征在于，该锥套的该身部与一油路本体组连接，该油路本体组远离该锥套的该身部的一端与一打刀缸连接。

4.根据权利要求3所述的超音波主轴结构，其特征在于，该心轴邻近该锥套的一端外侧与该油路本体之间设置有若干第一轴承，该心轴远离该锥套的一 端外侧与该油路本体之间设置有若干第二轴承，该心轴远离该锥套的一端连接该打刀缸，该心轴的两端之间外侧与该油路本体之间接触设置有一转子，该转子外与该油路本体之间设置有一定子。

5.根据权利要求3所述的超音波主轴结构，其特征在于，该连杆与该超音波震荡器之间更套设有一绝缘热缩管。

6.根据权利要求3所述的超音波主轴结构，其特征在于，该心轴远离该锥套的一端供该打刀缸的一松刀推杆穿设。

7.根据权利要求6所述的超音波主轴结构，其特征在于，透过该松刀推杆接触推进该连杆远离该锥套的一端，使得该连杆邻近该锥套的一端透过该流量调节栓推顶该夹头，进而使该夹头对该刀具释放松脱，用以取出该刀具。

8.根据权利要求3所述的超音波主轴结构，其特征在于，在该身部内分别邻近该头部及该第一顶抵部的两端，均设置有一断震沟，超音波震动的方向是轴向的，因此该断震沟可大幅减低震波对该打刀缸的若干第一轴承及若干第二轴承的影响。