CN209140512U - 超声波加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机加工技术领域，尤其是涉及一种超声波加工装置。超声波加工装置包括机床主轴、刀柄、动平衡环和刀盘；刀盘固定在刀柄的一端；动平衡环在刀柄上；动平衡环包括环体，环体具有相对的内侧面和外侧面，外侧面有多个配重孔，且多个配重孔以环体为轴心均匀设置；刀柄包括柄体和无线传输接收装置；柄体的一端有第一连接孔；另一端有第二连接孔；无线传输接收装置在柄体外壁上。本实用新型将刀柄与刀盘装配形成一体后，再将动平衡环安装于刀盘或刀柄的刀体上，通过在动平衡环的配重孔中安装物体，以调节刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体重心的空间位置，使其保持在刀柄的旋转轴线上，有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障发生。

Description

超声波加工装置

技术领域

本实用新型涉及机加工技术领域，尤其是涉及一种超声波加工装置。

背景技术

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。

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。

由于超声波刀柄和刀盘形成的整体的重心发生变化，因此在机床主轴带动超声波刀柄和刀盘动过程中，会出现转动不平衡的现象，继而易出现机械故障，无法实现保证加工精度的情况下快速加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波加工装置，以解决现有技术中存在的由于超声波刀柄和刀盘形成的整体的重心发生变化，在超声波刀柄和刀盘转动过程中会出现转动不平衡的技术问题。

本实用新型提供的超声波加工装置，包括机床主轴、超声波刀柄、动平衡环和刀盘；

所述刀盘固定设置在所述超声波刀柄的一端；

所述超声波刀柄的另一端固定设置在所述机床主轴上；

所述动平衡环设置在所述超声波刀柄上；

所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装槽；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔以所述环体为轴心均匀设置；

所述超声波刀柄包括柄体和无线传输接收装置；

所述柄体的一端设置有与所述刀盘连接的第一连接孔；

所述柄体的另一端设置有用于与机床主轴连接的第二连接孔；

所述无线传输接收装置设置在所述柄体外壁上，用于给设置在所述柄体内部的超声波换能器传输信号；

所述刀盘包括盘体、磨削刃和连接部；

所述磨削刃设置在所述盘体的一侧，且所述磨削刃环形设置在所述盘体周围；

所述连接部设置在所述盘体的另一侧；

所述连接部、所述盘体和所述磨削刃同轴设置；

盘体上设置有阶梯槽结构。

进一步的，所述动平衡环还包括调节装置，所述调节装置安装于所述配重孔中。

进一步的，所述调节装置为柱状结构；所述柱状结构具有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。

进一步的，多个所述配重孔在所述外侧面上等圆心角分布；所述配重孔的孔径与所述环体的外径、所述环体的轴向长度和所述环体的环宽线性相关；多个所述配重孔在所述外侧面上等圆心角分布。

进一步的，所述盘体位于磨削刃的一端设置有空腔。

进一步的，所述连接部的外形为圆锥台形，

所述圆锥台形的直径较大的底端设置在靠近所述盘体的一端。

进一步的，所述磨削刃上设置有多个排屑槽，所述排屑槽的槽口处能够形成切削刃以缓冲工件的切削碰撞。

进一步的，所述排屑槽贯穿所述磨削刃和所述刀盘设置。

进一步的，所述柄体包括锁紧块、锁紧壳、锁紧法兰和主柄；

所述锁紧块内设置有所述第一连接孔；

所述锁紧块上设置有多个张紧槽，通过所述张紧槽的宽度的改变来改变所述第一连接孔的直径，用于将所述刀盘与所述第一连接孔连接；

所述锁紧块上端和所述锁紧块的下端均为锥形，使所述锁紧块形成两端小中间大的结构；

所述锁紧壳套设在在所述锁紧块的一端，所述锁紧法兰套设在所述锁紧块的另一端；

所述锁紧壳与所述锁紧法兰螺纹连接，用于对所述锁紧块进行挤压而改变所述张紧槽的宽度；

所述法兰远离所述锁紧壳的一端与所述主柄固定连接；

所述动平衡环设置在所述主柄的外壁上，且设置在所述主柄靠近所述锁紧法兰的一端。

进一步的，所述主柄靠近所述锁紧法兰的一端设置有安装槽；

所述锁紧法兰包括锥体连接架和环形连接架；

所述锥形连接架的一端设置有与所述锁紧壳螺纹连接的外螺纹；

所述锥体连接架的另一端与所述环形连接架固定连接；

所述环形连接架上设置有第一法兰孔；

所述安装槽的底部设置有第二法兰孔；

所述第一法兰孔和所述第二法兰孔对应设置；

所述环形连接架设置在所述安装槽内；

所述安装槽内还设置有压环；

所述压环远离所述安装槽的槽底的一端与所述主柄的端部平齐，所述压环靠近所述安装槽的槽底的一端与所述环形连接架远离所述安装槽的槽底的一端相抵。

本实用新型提供的超声波加工装置，在将超声波刀柄与刀盘装配形成一体后，再将动平衡环安装于刀盘或超声波刀柄的刀体上，然后通过在动平衡环的配重孔中安装物体，以调节超声波刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在超声波刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生，实现了保证加工精度的情况下快速加工。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的刀盘组件的主视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的刀盘组件的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的超声波刀柄的爆炸图；

图6为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的环体实施例一的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的环体实施例一的主视图；

图8为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的环体实施例一的右视图；

图9为图7中沿A-A线的剖视图；

图10为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的环体实施例一中的调节装置的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的环体实施例三的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的刀盘的立体结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的刀盘的剖视图；

图14为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的超声波换能器的结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的超声波换能器的爆炸图；

图16为本实用新型实施例提供的超声波加工装置的无线传输接收装置的结构示意图。

附图标记：

100：刀盘；

101：磨削刃；102：排屑槽；103：盘体；104：连接部；

200：动平衡环；

201：环体；202：内侧面；203：外侧面；204；配重孔；205；安装孔；206；环面；207；柱状结构；208；一字槽；209；第一子环；210；第二子环；

300：超声波刀柄；

301：锁紧壳；302：锁紧块；303：锁紧法兰；304：压环；305：主柄；306：超声波换能器；3061：压电陶瓷片；3062：电极片；3063：盖板；3064：锁紧螺栓；307：无线传输接收装置；3071：接收线圈；3072：接收磁芯；3073：接收环支架；3074：第一3接线口；3075：第一4安装槽；3076：第二3安装槽；3077：第二2接线口；

400：无线传输发射装置；

500：机床主轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

如附图1-图16所示，本实用新型提供了一种超声波加工装置，包括机床主轴500、超声波刀柄300、动平衡环200和刀盘100；刀盘100固定设置在超声波刀柄300的一端；超声波刀柄300的另一端固定设置在机床主轴500上；动平衡环200设置在超声波刀柄300上；动平衡环200包括环体201，环体201具有相对的内侧面202和外侧面203，内侧面202用于围成环体201的中部的槽；外侧面203设置有多个配重孔204，且多个配重孔204以环体201为轴心均匀设置；超声波刀柄300包括柄体和无线传输接收装置307；柄体的一端设置有与刀盘100连接的第一连接孔；柄体的另一端设置有用于与机床主轴连接的第二连接孔；无线传输接收装置307设置在柄体外壁上，用于给设置在柄体内部的超声波换能器306传输信号。

在本实施例中，包括超声波刀柄300、动平衡环200和刀盘100三部分，其中动平衡环200能够实现整体组件的转动平衡，刀盘100能够增加磨削效率，超声波刀柄300能够实现超声波震动。以下通过几个实施例分别对三部分进行详述。

在本实用新型中，作为动平衡环200的第一个实施例中，动平衡环200包括环体201，环体201具有相对的内侧面202和外侧面203，内侧面202用于围成环体201的中部的安装孔205；外侧面203设置有多个配重孔204，且多个配重孔204沿外侧面203的长度方向布设。

具体而言，环体201呈圆环状，环体201还具有相对的两个环面206，环面206与环体201的轴线垂直。而内侧面202和外侧面203均与环体201的轴线平行，且环体201的直径垂直于内侧面202和外侧面203。使用时，通过将超声波刀柄300的刀体或刀盘100穿过安装孔205，以实现动平衡环200的安装。配重孔204为圆形孔；配重孔204的轴线穿过环体201的环心。配重孔204贯穿内侧面202和外侧面203。

该实施例提供的动平衡环200，在将超声波刀柄300与刀盘100装配形成一体后，再将动平衡环200安装于刀盘100或超声波刀柄300的刀体上，然后通过在动平衡环200的配重孔204中安装物体，以调节超声波刀柄300、刀盘100和动平衡环200形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在超声波刀柄300的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生。

该实施例可选的方案中，动平衡环200还包括调节装置，调节装置安装于配重孔204中。

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204之间的连接方式可以螺纹连接。动平衡环200与刀体，或动平衡环200与刀盘100之间的连接方式可以是过盈配合，也可以是在环体201上对称的两个配重孔204中安装调节装置，以实现动平衡环200与刀体固定连接，或动平衡环200与刀盘100固定连接。

需要说有的是，调节装置与配重孔204之间的连接方式还可以是过盈配合连接；调节装置与配重孔204之间的连接在是可拆卸连接时，可以便于调平。

该实施例可选的方案中，配重孔204具有内螺纹。调节装置为柱状结构207；柱状结构207具有外螺纹，用于与配重孔204的内螺纹相配合。内螺纹可以是单线螺纹，且外螺纹是单线螺纹；或内螺纹是多线螺纹，且外螺纹是多线螺纹；在采用多线螺纹时，可以提高柱状结构207的快速调节。柱状结构207的端部开设有驱动槽，驱动槽可以为一字槽208或十字槽，该实施例中，以驱动槽为一字槽208为例。需要说明的是，调节装置还只可以是螺钉、螺栓或螺柱。

该实施例可选的方案中，柱状结构207的长度可以根据实现调节，如柱状结构207的长度小于环体201的环宽，环体201的环宽为环体201的外圆半径与内圆半径之差。需要说明的是，柱状结构207的长度还可以大于或等于环体201的环宽。

该实施例可选的方案中，多个配重孔204在外侧面203上等圆心角分布，也就是说，任意相邻两个配重孔204之间所对的圆心角相等。

具体而言，配重孔204的数量可以为15～30个，该实施例中，以配重孔204的数量为20个具体说明其分布情况，相邻两个配重孔204之间所对的圆心角为20°。

该实施例可选的方案中，环体201的轴向截面形状呈矩形，环体201的某一直径位于该轴向截面上，且该轴向截面垂直于环体201的环面206。环体201的相对的两个环面206相互平行。环体201的内侧面202和外侧面203均为柱面。

需要说明的是，该实施例中，环体201的截面形状还可以呈直角梯形等。

该实施例可选的方案中，环体201的环面206与外侧面203之间具有倒角结构。

该实施例中，通过动平衡环200实现调节平衡，减小或消除转动不平衡的方法为：

将换能器、刀盘100(或磨头)连接至超声波刀柄300，再将动平衡环200装于超声波刀柄300的刀体上，以形成一装配体，通过动平衡仪测量上述装配体的重心；当转动不平衡时，在相应的配重孔204内装入调节装置，再次测试，重复上述步骤直至装配体的重心保持在超声波刀柄300的轴线为止。

作为动平衡环200的第二个实施例

本实施例中的动平衡环200是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

该实施例可选的方案中，配重孔204的孔径与环体201的外径、环体201的轴向长度和环体201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204的孔径满足以下公式：

d＝xD+yL+zW+C，

其中，d表示配重孔204的孔径，D表示环体201的外径，L表示环体201的轴向长度，W表示环体201的环宽；C表示常数；x、y、z均表示相关系数。

在该实施例上，配重孔204的孔径d满足：d＝D+L+W-7.964。

作为动平衡环200的第三个实施例

本实施例中的动平衡环200是在实施例一或实施例二的基础上的改进，实施例一或实施例二中公开的技术内容不重复描述，实施例一或实施例二公开的内容也属于本实施例公开的内容。

图11为本实用新型实施例三中环体201的结构示意图，参见图11所示，该实施例可选的方案中，环体201包括嵌套在一起的多个子环，通过多个子环，便于增加或减小环体201整体的重量，便于调节平衡。

该实施例中以子环的数量为两个为例具体说明，为了便于区分两个子环，两个子环分别称为：第一子环209和第二子环210，第一子环209的内圆直径大于或等于第二子环210的外圆直径，这样第一子环209便嵌套于第二子环210的外部；使用时，第二子环210套于刀体上；第一子环209与第二子环210之间通过环体201上对称的两个配重孔204中安装调节装置实现固定连接。由于环体201分为第一子环209和第二子环210，因此配重孔204相应的分成两个半孔，一个半孔位于第一子环209上，另一个半孔位于第二子环210上。

作为刀盘100的第一个实施例中，刀盘100包括盘体103、磨削刃101和连接部104；磨削刃101设置在盘体103的一侧，且磨削刃101环形设置在盘体103周围；连接部104设置在盘体103的另一侧；连接部104、盘体103和磨削刃101同轴设置。

在本实施例中，刀盘100的盘体103优选为圆形，在盘体103的一端设置有环状的磨削刃101，磨削刃101凸出与盘体103，磨削刃101用于对工件表面进行磨削。

盘体103远离磨削刃101的一端具有连接部104，连接部104起到与超声波刀柄300连接的作用；

此外，在磨削刃101上开设有至少一个排屑槽102，优选地，排屑槽102沿磨削刃101的轴向方向贯穿磨削刃101，并且，排屑槽102的槽口处形成切削刃，利用切削刃能够对工件表面的高点进行切削，以缓冲磨削刃101与工件之间的切削碰撞。

上述技术方案中，由于盘体103具有连接部104，该连接部104与超声波刀柄300连接，连接部104能够起到增加盘体103和超声波刀柄300连接强度的作用；

并且利用超声波刀柄300能够与相应的超声波刀柄300直接采用插接形式连接，提高盘体103与驱动设备连接的方便性；排屑槽102一方面起到散热的作用，另一方面起到排出磨削屑的作用，保障研磨质量的同时延长了磨削刃101的使用寿命；排屑槽102的槽口处形成的切削刃能够对工件表面高点进行切削，从而起到缓冲盘体103与工件之间的切削碰撞，保障工件的加工质量。

一个优选实施方案中，超声波刀柄300设置为柱状，具体应用时，超声波刀柄300的直径优选设置在10mm作用，并且，在加工时，超声波刀柄300和盘体103之间采用一体加工成型。

上述技术方案中，超声波刀柄300设置为柱状，能够使超声波刀柄300与相应的超声波刀柄300连接的接触面更充分，保障连接的稳定性；超声波刀柄300和盘体103一体加工成型能够提供良好的结构强度。

一个优选实施方案中，磨削刃101的直径设置为44.48-45.02mm，优选设置为45mm，磨削刃101的圆周方向均匀布有多个排屑槽102。具体应用时，排屑槽102设置为10个，每个排屑槽102的宽度为1.5mm左右。

利用磨削刃101圆周方向均匀分布的多个排屑槽102，能够使盘体103的磨削刃101在磨削过程中，进行更充分的散热和排屑，从而延长磨削刃101的使用寿命和保障工件的加工质量。

一个优选实施方案中，切削刃的切削端设置有直径为0.2mm的倒圆角。

上述技术方案中，切削刃的切削端采用倒圆角的设计，能够提高切削端的强度和切削寿命，在对工件加工时，对于工件的高点有效去除，避免起到磨削刃101与工件之间的切削碰撞而产生较大震动，保障工件的加工质量。

一个优选实施方案中，盘体103位于磨削刃101的一端设置有空腔。

本实施例中设置空腔的目的是便于在空腔内布置冷却通道，从而对盘体103进行散热。

本实用新型提供的研磨刀具采用的另一种结构中，盘体103上设置有阶梯槽结构，在盘体103转动时，以便于通过阶梯槽结构来测量盘体103的端面跳动或圆度跳动，从而对盘体103进行相应的调整，使得圆盘本体的旋转更为稳定，保障工件的加工质量。

一个优选实施方案中，磨削刃101上设置有阶梯槽结构，在盘体103转动时，以便于通过阶梯槽结构来测量盘体103的端面跳动或圆度跳动，从而对盘体103进行相应的调整，使得圆盘本体的旋转更为稳定，保障工件的加工质量。

一个优选实施方案中，磨削刃101用以接触工件的端面分布有金刚石砂粒。由于金刚石砂砾能够提供良好的硬度和耐磨性能，从而保障磨削刃101的使用寿命。

排屑槽102的槽口处具有切削刃。通过切削刃，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，切削刃与磨削刃101的垂直于轴向之间的刃角为55°-90°，也即切削刃与磨削刃101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，以及降低切削刃与工件之间的切削碰撞而产生的震动。

可选地，切削刃与磨削刃101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。

切削刃与磨削刃101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，磨削刃101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，从而保障磨削刃101的使用寿命。

本实施例的可选方案中，盘体103远离磨削刃101的表面，平行于磨削刃101远离盘体103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，磨削刃101远离盘体103的一端的外周设置有半径为1.5mm-3mm的倒圆角。磨削刃101采用倒圆角的设计，能够提高磨削刃101的强度和切削寿命，有效延长了磨削刃101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102刀盘、有排屑槽102无切削刃刀盘、有排屑槽102有切削刃刀盘(切削刃的刃角为90度)、有排屑槽102有切削刃刀盘(切削刃的刃角为70度)、有排屑槽102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

本实用新型实施例提供的刀盘具有以下优点：

1、利用超声波刀柄300能够与相应的超声波刀柄300直接采用插接形式连接，提高盘体103与驱动设备连接的方便性。

2、排屑槽102一方面起到散热的作用，另一方面起到排出磨削屑的作用，保障研磨质量的同时延长了磨削刃101的使用寿命。

3、排屑槽102的槽口处形成的切削刃能够对工件表面高点进行切削，从而起到缓冲盘体103与工件之间的切削碰撞，保障工件的加工质量。

4、盘体103位于磨削刃101的一端设置有空腔。便于在空腔内布置冷却通道，从而对盘体103进行散热。

5、盘体103或研磨部上设置有阶梯槽结构，在盘体103转动时，以便于通过阶梯槽结构来测量盘体103的端面跳动或圆度跳动，从而对盘体103进行相应的调整，使得圆盘本体的旋转更为稳定，保障工件的加工质量。

作为超声波刀柄300的第一个实施例中，柄体包括锁紧块302、锁紧壳301、锁紧法兰303和主柄305；锁紧块302内设置有第一连接孔；锁紧块302上设置有多个张紧槽，通过张紧槽的宽度的改变来改变第一连接孔的直径，用于将刀盘100与第一连接孔连接；锁紧块302上端和锁紧块302的下端均为锥形，使锁紧块302形成两端小中间大的结构；锁紧壳301套设在在锁紧块302的一端，锁紧法兰303套设在锁紧块302的另一端；锁紧壳301与锁紧法兰303螺纹连接，用于对锁紧块302进行挤压而改变张紧槽的宽度；法兰远离锁紧壳301的一端与主柄305固定连接；动平衡环200设置在主柄305的外壁上，且设置在主柄305靠近锁紧法兰303的一端。

在本实施例中，锁紧壳301套装在锁紧块302的上端，锁紧法兰303套装在锁紧块302的下端，刀盘100的连接部104插进锁紧块302的第一连接孔内，通过锁紧法兰303与锁紧壳301的螺纹连接，对锁紧块302进行挤压，以使得锁紧块302收紧，将刀盘100的连接部104固定在第一连接孔内。

在本实施例中，锁紧块302上设置有多个张紧槽，相邻的张紧槽的开口方向相反，使得锁紧块302的两端均能够进行挤压，进而实现整体挤压锁紧。

优选的实施方式为，主柄305靠近锁紧法兰303的一端设置有安装槽；锁紧法兰303包括锥体连接架和环形连接架；锥形连接架的一端设置有与锁紧壳301螺纹连接的外螺纹；锥体连接架的另一端与环形连接架固定连接；环形连接架上设置有第一法兰孔；安装槽的底部设置有第二法兰孔；第一法兰孔和第二法兰孔对应设置；环形连接架设置在安装槽内；安装槽内还设置有压环304；压环304远离安装槽的槽底的一端与主柄305的端部平齐，压环304靠近安装槽的槽底的一端与环形连接架远离所述安装槽的槽底的一端相抵。

在本实施例中，锁紧法兰303包括锥体连接架和环形连接架，环形连接架上设置第一法兰孔，安装槽底部设置第二法兰孔，第二法兰孔为螺纹孔，螺栓穿过第一法兰孔后，与第二法兰孔螺纹连接，实现将锁紧法兰303固定在主柄305上。

在本实施例中，在安装槽内还设置有压环304，通过压环304将环形连接架封装进行安装槽内，避免了螺栓与外界的直接接触，减少了螺栓的腐蚀几率，提高了螺栓的使用寿命。

在本实施例中，无线传输发射装置的发射端设置在机床上，无线传输接收装置307设置在超声波刀柄300上。

具体的，无线传输接收装置307包括接收环支架3073、接收磁芯3072以及接收线圈3071。接收环支架3073套设在超声波刀柄300的外侧。接收环支架3073上设有第二安装槽3076，接收磁芯3072安装在第二安装槽3076中。接收磁芯3072上设有第一安装槽3075，接收线圈3071安装在第一安装槽3075中。采用上述结构，接收磁芯3072和接收线圈3071能够通过接收环支架3073安装在超声波刀柄300上，接收磁芯3072能够与无线传输发射装置的发射磁芯感应，从而起到无线接收作用，将感应到的磁场还原成高频电能信号传输给压电振子。可选地，接收磁芯3072为接收铁氧体。

第二安装槽3076靠近接收环支架3073中心的内槽壁上开设有第二接线口3077，第一安装槽3075靠近接收环支架3073中心的内槽壁上开设有第一接线口3074，且第一接线口3074的位置与第二接线口3077的位置对应。从而接收线圈3071的接线可以通过第一接线口3074、第二接线口3077引入至接收环支架3073的中空结构中，便于与超声波刀柄300内的压电振子接线，接线方便，且接线从内部进行，能够有效保护接线。

在本实施例中，超声波换能器306包括变幅杆和压电振子，变幅杆的一端与刀盘100连接，另一端与压电振子连接。

在本实施例中，超声波刀柄300的主柄305内设置有空腔，压电振子设置在空腔内，且与无线传输接收装置307连接。

在本实施例中，变幅杆为锁紧法兰303的锥形连接架。

压电振子包括依次叠设的压电陶瓷片3061、电极片3062、压电陶瓷片3061、第二电极片3062、压电陶瓷片3061、电极片3062、压电陶瓷片3061以及电极片3062。靠近锁紧法兰的一端的压电陶瓷片3061的负极与锁紧法兰相接，压电陶瓷片3061的正极与相邻的压电陶瓷片3061的正极相对设置，依次连接。如此，通过相应的电极片3062，相邻的压电陶瓷片3061之间正极与正极相接，负极与负极相接，通过向相应的电极片3062通电，能够实现压电振子的压电特性。具体地，压电陶瓷片3061和电极片3062均设有相匹配的通孔，每块压电陶瓷片3061与电极片3062上的通孔共同形成安装孔，锁紧螺栓3064穿过盖板3063进入到安装孔内，穿过安装孔后与锁紧法兰的内孔螺纹连接，将压电振子固定在锁紧法兰上形成超声波换能器，通过盖板3063的设置，能够对压电陶瓷片3061进行保护，避免锁紧螺栓3064将压电陶瓷片3061压坏。

本实用新型提供的带动平衡的刀盘组件，包括超声波刀柄300、动平衡环200和刀盘100；在将超声波刀柄300与刀盘100装配形成一体后，再将动平衡环200安装于刀盘100或超声波刀柄300的刀体上，然后通过在动平衡环200的配重孔204中安装物体，以调节超声波刀柄300、刀盘100和动平衡环200形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在超声波刀柄300的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (9)

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

所述刀盘固定设置在所述超声波刀柄的一端；

所述超声波刀柄的另一端固定设置在所述机床主轴上；

所述动平衡环设置在所述超声波刀柄上；

所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装槽；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔以所述环体为轴心均匀设置；

所述超声波刀柄包括柄体和无线传输接收装置；

所述柄体的一端设置有与所述刀盘连接的第一连接孔；

所述柄体的另一端设置有用于与机床主轴连接的第二连接孔；

所述无线传输接收装置设置在所述柄体外壁上，用于给设置在所述柄体内部的超声波换能器传输信号；

所述刀盘包括盘体、磨削刃和连接部；

所述磨削刃设置在所述盘体的一侧，且所述磨削刃环形设置在所述盘体周围；

所述连接部设置在所述盘体的另一侧；

所述连接部、所述盘体和所述磨削刃同轴设置；

盘体上设置有阶梯槽结构；

盘体远离磨削刃的表面，平行于磨削刃远离盘体的表面；

所述磨削刃上设置有多个排屑槽，所述排屑槽的槽口处能够形成切削刃以缓冲工件的切削碰撞；

切削刃与磨削刃的垂直于轴向之间的刃角为55°-90°。

2.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征在于，所述动平衡环还包括调节装置，所述调节装置安装于所述配重孔中。

3.根据权利要求2所述的超声波加工装置，其特征在于，所述调节装置为柱状结构；所述柱状结构具有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。

4.根据权利要求3所述的超声波加工装置，其特征在于，多个所述配重孔在所述外侧面上等圆心角分布；所述配重孔的孔径与所述环体的外径、所述环体的轴向长度和所述环体的环宽线性相关；多个所述配重孔在所述外侧面上等圆心角分布。

5.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征在于，所述盘体位于磨削刃的一端设置有空腔。

6.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征在于，所述连接部的外形为圆锥台形，

所述圆锥台形的直径较大的底端设置在靠近所述盘体的一端。

7.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征在于，所述排屑槽贯穿所述磨削刃和所述刀盘设置。

8.根据权利要求1所述的超声波加工装置，其特征在于，所述柄体包括锁紧块、锁紧壳、锁紧法兰和主柄；

所述锁紧块内设置有所述第一连接孔；

所述锁紧块上设置有多个张紧槽，通过所述张紧槽的宽度的改变来改变所述第一连接孔的直径，用于将所述刀盘与所述第一连接孔连接；

所述锁紧块上端和所述锁紧块的下端均为锥形，使所述锁紧块形成两端小中间大的结构；

所述锁紧壳套设在在所述锁紧块的一端，所述锁紧法兰套设在所述锁紧块的另一端；

所述锁紧壳与所述锁紧法兰螺纹连接，用于对所述锁紧块进行挤压而改变所述张紧槽的宽度；

所述法兰远离所述锁紧壳的一端与所述主柄固定连接；

所述动平衡环设置在所述主柄的外壁上，且设置在所述主柄靠近所述锁紧法兰的一端。

9.根据权利要求8所述的超声波加工装置，其特征在于，所述主柄靠近所述锁紧法兰的一端设置有安装槽；

所述锁紧法兰包括锥体连接架和环形连接架；

所述锥形连接架的一端设置有与所述锁紧壳螺纹连接的外螺纹；

所述锥体连接架的另一端与所述环形连接架固定连接；

所述环形连接架上设置有第一法兰孔；

所述安装槽的底部设置有第二法兰孔；

所述第一法兰孔和所述第二法兰孔对应设置；

所述环形连接架设置在所述安装槽内；

所述安装槽内还设置有压环；

所述压环远离所述安装槽的槽底的一端与所述主柄的端部平齐，所述压环靠近所述安装槽的槽底的一端与所述环形连接架远离所述安装槽的槽底的一端相抵。