CN203992436U - 超音波主轴的扩张杆定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超音波主轴的扩张杆定位机构，其本体内架设一转轴，该转轴的底端设有容置槽，该容置槽内设有呈锥形的套合部，扩张杆底部设有刀具，顶部则装设超音波振荡器，扩张杆的顶部设有插置段，以供插设于该转轴的容置槽内，该插置段设有呈锥形的套置部，与该转轴的套合部相互套合，该扩张杆设有定位凸缘，该定位凸缘的顶侧设有接抵于转轴底端的抵接环面，底侧设有抵掣环面，转轴的底端锁设一定位环，该定位环内设有压掣环面，以供压抵该扩张杆的定位凸缘的抵掣环面；利用转轴的套合部与扩张杆的套置部相互套合，并以压掣环面压抵抵掣环面，使抵接环面接抵转轴的端面，防止扩张杆位置偏差，精准的定位扩张杆，达到提升加工精度的目的。

Description

超音波主轴的扩张杆定位机构

技术领域

本实用新型涉及一种利用转轴的套合部与扩张杆的套置部相互套合，并以定位环的压掣环面压抵扩张杆的抵掣环面，使该扩张杆的抵接环面接抵转轴的端面，从而能够防止扩张杆位置偏差，以精准的定位扩张杆，进而能够提升加工精度的超音波主轴的扩张杆定位机构。

背景技术

目前，超音波主轴主要是利用振荡器，使得加工刀具以高频振荡的方式对工件进行加工，能够使得加工后所产生的切屑变薄，降低切削阻力增加刀具寿命，并能够减少加工热应力所造成的变形，相对的提高加工后的精度，因此超音波主轴的使用，已逐渐被产业界广泛应用。

如图1、2所示，其为中国台湾公告第I408025号“同轴驱动超音波主轴”的发明专利案，其加工主轴10设有一套管11，并于该套管11内枢设一能够驱动旋转的轴管12，于该轴管12底端的内壁设有第一螺纹部121，一定位套13则设有螺接部131，以供螺合于轴管12的第一螺纹部121，并于该螺接部131底部设有限位突体132，以供抵固于轴管12的底缘，另于该定位套13的顶端内缘设有定位突缘133，底端内缘则开设有止挡凹槽134，在该轴管12内设有一超音波振荡器14，并在该超音波振荡器14的底端接设一供接设刀具的增幅器15，该增幅器15的外径表面上还设有第一突环151及第二突环152，并以该定位套13的定位突缘133抵固增幅器15的第一突环151，该定位套13的止挡凹槽134则止挡增幅器15的第二突环152，并在该定位套13的底端锁固一压盖16，以贴抵于定位套13与增幅器15的第二突环152底缘，使定位套13与增幅器15定位于轴管12的底端，而利用超音波振荡器14产生高频振动，并以增幅器15传递至刀具，使刀具以高频振动的方式进行加工作业；然而，该加工主轴10在使用上目前仍存在以下的缺陷：

1.该加工主轴10在进行加工时，其超音波振荡器14产生的高频振动及刀具接触工件的反作用力，极易使定位套13及增幅器15与轴管12间的同心度产生偏差， 其原因为该定位套13的定位突缘133的内环面与增幅器15的第一突环151的外环面间，以及该定位套13的止挡凹槽134的内环面与增幅器15的第二突环152的外环面间皆具有配合的间隙，虽利用锁固于定位套13底端的压盖16贴抵增幅器15的第二突环152底缘，而以该定位套13的止挡凹槽134的顶缘及压盖16的顶面夹抵增幅器15的第二突环152二侧缘，然而，该定位套13的止挡凹槽134的顶缘及压盖16的顶面与轴心方向垂直，而仅能定位该增幅器15的轴向位置，并无法定位该增幅器15的横向位置，因此，当增幅器15高频振动及受到刀具接触工件的反作用力时，易使该增幅器15的横向位置及同心度产生偏差，而影响加工精度。

2.由于该定位套13的定位突缘133的内环面与增幅器15的第一突环151的外环面间，以及该定位套13的止挡凹槽134的内环面与增幅器15的第二突环152的外环面间皆具有配合的间隙，且该定位套13的止挡凹槽134的顶缘及压盖16的顶面与轴心方向垂直，因此，该定位套13内组设增幅器15时，将难以精确的掌控该定位套13与增幅器15的同心度，造成组装上的麻烦。

根据以上技术问题，本发明人根据多年从事相关行业的研发与制作经验，针对目前所面临的问题深入研究，经过长期努力的研究与试作，研创出一种超音波主轴的扩张杆定位机构，大幅改善以往技术的缺陷，此为本实用新型的设计宗旨。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种超音波主轴的扩张杆定位机构，能精准的定位扩张杆，进而达到提升加工精度、易于组装的实用目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

1.一种超音波主轴的扩张杆定位机构，包含有：本体；转轴：架设于该本体内，该转轴的底端还设有容置槽，并于该容置槽内设有呈锥形的套合部；扩张杆：在底部设有刀具，顶部则设有插置段，以供插设于该转轴的容置槽内，并于该插置段设有呈锥形的套置部，以与该转轴的套合部相互套合，在该扩张杆设有定位凸缘，该定位凸缘的顶侧设有接抵于该转轴底端的抵接环面，底侧则设有抵掣环面；定位环：锁设于该转轴的底端，并在该定位环内设有压掣环面，以供压抵该扩张杆的定位凸缘的抵掣环面；超音波振荡器：装设于该扩张杆的插置段；其中，该本体内设有复数个轴承，以供架设该转轴；其中，该本体内设有动力源，以驱动该转轴旋转作动；其中，该本体的动力源为一内藏式的马达，该马达在该本体的内环面设有定 子，在该转轴的外环面则设有转子；其中，该扩张杆的底部设有凸伸段，并于该扩张杆的凸伸段底端设有固定结构，以供装设固定刀具；其中，该扩张杆的固定结构于该扩张杆的凸伸段底端设有插槽，以供置入刀具，并于该扩张杆的凸伸段底端锁设一固定套，使刀具固定装设于该扩张杆的凸伸段底端。其中，该扩张杆的抵掣环面及该定位环的压掣环面呈锥形；其中，该定位环设有穿槽，以供穿伸该扩张杆的底部；其中，该超音波振荡器在该扩张杆的顶端设有复数个呈环状的压电片，该复数个压电片以相同的极性端相邻叠接排列，并于该各压电片的其中一个相同的极性端间设有第一电极，另一个相同极性端间则设有第二电极，再以一螺栓锁固于该扩张杆的顶端；其中，该超音波振荡器的第一电极及第二电极还与一设于该本体的电源接头电性连接。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：利用转轴的套合部与扩张杆的套置部相互套合，并以定位环的压掣环面压抵扩张杆的抵掣环面，使扩张杆的抵接环面接抵转轴之端面，而可防止扩张杆位置偏差，以精准的定位扩张杆，进而达到提升加工精度、易于组装的效果。

附图说明

图1为中国台湾公告第I408025号专利案的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为图2的A部分的放大示意图；

图4为本实用新型的使用示意图；

图5为图4的B部分的放大示意图。

附图标记说明：10-加工主轴；11-套管；12-轴管；121-第一螺纹部；13-定位套；131-螺接部；132-限位突体；133-定位突缘；134-止挡凹槽；14-超音波振荡器；15-增幅器；151-第一突环；152-第二突环；20-本体；21-轴承；22-马达；221-定子；222-转子；30-转轴；301-容置槽；302-套合部；31-扩张杆；311-插置段；312-套置部；313-凸伸段；314-插槽；315-固定套；316-定位凸缘；3161-抵接环面；3162-抵掣环面；32-超音波振荡器；321-压电片；322-第一电极；323-第二电极；324-螺栓；33-定位环；331-穿槽；332-压掣环面；40-电源接头；50-刀具。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

如图2、3所示，本实用新型的超音波主轴在一本体20内设有复数个轴承21，以供架设一转轴30，并以一动力源驱动该转轴30旋转作动；在本实施案例中，该动力源为一内藏式的马达22，该马达22在本体20的内环面设有定子221，在该转轴30的外环面则设有转子222，而以该马达22驱动转轴30旋转作动；该转轴30的底端设有容置槽301，该容置槽301内设有呈锥形的套合部302；一扩张杆31顶部设有插置段311，以供插设于该转轴30的容置槽301内，该扩张杆31的插置段311并设有呈锥形的套置部312，与该转轴30的套合部302相互紧密套合，该扩张杆31的插置段311顶端装设一超音波振荡器32；在本实施案例中，该超音波振荡器32位于该扩张杆31的顶端并设有复数个呈环状的压电片321，该复数个压电片321以“负正-正负-负正-正负”相同的极性端相邻叠接排列，并于各压电片321的一个相同的极性端(如正极)间设有第一电极322，另一个相同极性端(如负极)间则设有第二电极323，再以一螺栓324锁固于该扩张杆31的顶端，该超音波振荡器32的第一电极322及第二电极323与一设于该本体20顶端的电源接头40电性连接，以驱动该超音波振荡器32高频振荡，由于该超音波振荡器32的第一、二电极322、323与该电源接头40的电性连接方式非本实用新型的设计重点，因此不予赘述；该扩张杆31的底部设有凸伸段313，并于该扩张杆31的凸伸段313底端设有固定结构，以供装设固定刀具；在本实施案例中，该固定结构在该扩张杆31的凸伸段313底端设有插槽314，以供置入刀具，并于该扩张杆31的凸伸段313底端锁设一固定套315，使刀具固定装设于该扩张杆31的凸伸段313底端；该扩张杆31的插置段311与凸伸段313间设有一定位凸缘316，该定位凸缘316的顶侧设有抵接环面3161，以供接抵于该转轴30的底端，底侧则设有呈锥形的抵掣环面3162，该转轴30的底端锁设一定位环33，该定位环33设有穿槽331，以供穿伸该扩张杆31的凸伸段313，该定位环33内设有呈锥形的压掣环面332，以供压抵该扩张杆31的定位凸缘316的抵掣环面3162，使该扩张杆31定位于该转轴30的底端。

如图2、3所示，本实用新型的超音波主轴在转轴30的底端组装扩张杆31时， 其除了以该转轴30的容置槽301内呈锥形的套合部302与该扩张杆31的插置段311上呈锥形的套置部312相互套合导正同心度外，并利用该定位环33内呈锥形的压掣环面332与该扩张杆31的定位凸缘316底侧呈锥形的抵掣环面3162相互抵掣导正同心度，使该扩张杆31的定位凸缘316顶侧的抵接环面3161接抵于该转轴30的底端，易于精准的定位该转轴30及该扩张杆31的同心度及该扩张杆31的轴向位置，进而达到易于组装的实用目的。

如图4、5所示，本实用新型在进行加工时，先在该扩张杆31的插槽314内置入一刀具50，并以该固定套315锁合固定该刀具50，控制该超音波振荡器32的振动频率，使该振动频率波形的节点位置P(振幅为零的位置)位于该扩张杆31的定位凸缘316的抵掣环面3162上，而振动频率波形的最大振幅点位置则位于该刀具50的刀尖位置，即可驱动该超音波振荡器32，并经由该扩张杆31传递振动，使该刀具50以高频振动的方式对工件进行加工，而于加工过程中，除了以该转轴30的容置槽301内呈锥形的套合部302与该扩张杆31的插置段311上呈锥形的套置部312相互紧密套合定位外，并利用该定位环33内呈锥形的压掣环面332压抵该扩张杆31的定位凸缘316底侧呈锥形的抵掣环面3162，使该扩张杆31的定位凸缘316顶侧的抵接环面3161接抵于该转轴30的底端，能够精准的定位该转轴30及扩张杆31的同心度及该扩张杆31的轴向位置，进而达到提升加工精度的目的。

据此，本实用新型具有实用性及进步性的设计，未见有相同的产品及刊物公开，符合实用新型专利的申请要求，依法提出申请。

Claims (10)

1.一种超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于,包含有：

本体；

转轴：架设于该本体内，该转轴的底端还设有容置槽，并于该容置槽内设有呈锥形的套合部；

扩张杆：在底部设有刀具，顶部则设有插置段，以供插设于该转轴的容置槽内，并于该插置段设有呈锥形的套置部，以与该转轴的套合部相互套合，在该扩张杆设有定位凸缘，该定位凸缘的顶侧设有接抵于该转轴底端的抵接环面，底侧则设有抵掣环面；

定位环：锁设于该转轴的底端，并在该定位环内设有压掣环面，以供压抵该扩张杆的定位凸缘的抵掣环面；

超音波振荡器：装设于该扩张杆的插置段。

2.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该本体内设有复数个轴承，以供架设该转轴。

3.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该本体内设有动力源，以驱动该转轴旋转作动。

4.如权利要求3所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该本体的动力源为一内藏式的马达，该马达在该本体的内环面设有定子，在该转轴的外环面则设有转子。

5.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该扩张杆的底部设有凸伸段，并于该扩张杆的凸伸段底端设有固定结构，以供装设固定刀具。

6.如权利要求5所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该扩张杆的固定结构于该扩张杆的凸伸段底端设有插槽，以供置入刀具，并于该扩张杆的凸伸段底端锁设一固定套，使刀具固定装设于该扩张杆的凸伸段底端。

7.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该扩张杆的抵掣环面及该定位环的压掣环面呈锥形。

8.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该定位环设有穿槽，以供穿伸该扩张杆的底部。

9.如权利要求1所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该超音波振荡器在该扩张杆的顶端设有复数个呈环状的压电片，该复数个压电片以相同的极性端相邻叠接排列，并于该各压电片的其中一个相同的极性端间设有第一电极，另一个相同极性端间则设有第二电极，再以一螺栓锁固于该扩张杆的顶端。

10.如权利要求9所述的超音波主轴的扩张杆定位机构，其特征在于，该超音波振荡器的第一电极及第二电极还与一设于该本体的电源接头电性连接。