CN209849896U - 超声波主轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超声波主轴，包括主轴外壳，芯轴，置于主轴外壳内可绕自身轴线旋转，芯轴的下端具有用于安装刀柄的锥孔，所述锥孔的孔壁上具有两个贯通孔壁的过孔；两个导电环，置于主轴外壳和芯轴间，且两个导电环间相互绝缘；所述导电环为轴承式结构，导电环的外圈绝缘固定在主轴外壳内，导电环的内圈随所述芯轴转动；两个导电端子分别绝缘设于芯轴的两个过孔内；两个导电端子分别与两个导电环的内圈电相连，两个导电端子朝向锥孔的一端外露并略低于锥孔面，用于与刀柄内的导电部接触导通。本实用新型的超声波主轴适用于高速旋转加工，并且可安装超声波刀柄又可安装普通刀柄。

Description

超声波主轴

技术领域

本实用新型涉及一种超声波加工技术领域，特别是涉及一种适合高速旋转的超声波主轴，并可使用标准刀柄和超声波刀柄的主轴。

背景技术

国家十三五规划中明确指出新材料是工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业，包括特种高端金属、先进高分子材料、高性能复合材料等等，使用常规的加工手段时刀具或磨具过快磨损失效，精度控制不良，且因为刀具磨损后不具备切削力，使被加工工件报废，损失不菲。而频繁更换加工刀具(磨棒)也徒增加工时间和加工成本，都在制约新材料的开发利用。

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。

超声波加工机床在超声波传输方式普遍以接触式碳刷滑环、水银滑环、非接触式感应线圈为主，存在主轴高速转动后发热、碳刷损耗大、碳粉污染短路、水银密封不良泄露、人体健康和环境受影响、感应线圈传输功率小、高速旋转传输不稳定等问题。导致机床性能稳定性差，加工效率无法提升。

现根据需要提供一种适合高速旋转的超声波主轴，并可使用标准刀柄和超声波刀柄的主轴。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种超声波主轴，用于解决现有技术中超声波加工机床主轴高转速时超声波电源传输不稳定且不能兼容标准刀柄和超声波刀柄的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种超声波主轴，其包括：

主轴外壳，

芯轴，置于主轴外壳内可绕自身轴线旋转，所述芯轴的下端具有用于安装刀柄的锥孔，所述锥孔的孔壁上具有两个贯通孔壁的过孔；

两个导电环，置于所述主轴外壳和芯轴间，且两个导电环间相互绝缘；所述导电环为轴承式结构，导电环的外圈绝缘固定在所述主轴外壳内，导电环的内圈绝缘套在芯轴上且随所述芯轴转动；

两个导电端子，分别绝缘设于所述芯轴的两个过孔内；两个导电端子分别与两个导电环的内圈电相连，两个导电端子朝向所述锥孔的一端外露，用于与刀柄内的导电部接触导通。

优选的，所述导电环的外圈和内圈间设有滚珠沟槽，沟槽中置入滚动的导电滚珠。

优选的，所述导电环与所述主轴外壳和芯轴间都设有绝缘材料。

优选的，所述导电端子与所述过孔的孔壁间具有绝缘材料。

优选的，所述绝缘材料与所述锥孔的轮廓面平齐，不凸出；所述导电端子内缩于所述过孔内。

优选的，所述两个导电环的外圈均与超声波输入电源连接。

如上所述，本实用新型的超声波主轴，具有以下有益效果：采用在芯轴的锥孔内设置两个导电端子而在主轴外壳上设置两个导电环，两个导电环分别与超声波输入电源的正负极相连，通过导电环内相对旋转的外圈和内圈实现芯轴旋转时导电端子与外部的导电相连，而超声波刀柄只需设置可与导电端子相接触导通的导电部，即可实现超声波刀柄的供电，因此，在更换超声波刀柄时无需接线，只需定位安装即可，可实现标准刀柄和超声波刀柄的兼容使用；另外，导电环的使用确保了芯轴的高速旋转，确保了超声波刀柄工作的稳定性。

附图说明

图1显示为本实用新型的超声波主轴的局部示意图。

元件标号说明

1. 主轴外壳

2. 超声波刀柄

3. 超声波输入电源输入线

4. 导电件

5. 导线

6. 芯轴

11. 第一导电环

12. 第二导电环

13. 绝缘材料

14. 绝缘材料

15. 导电端子

21. 导电部

22. 弹簧

23. 绝缘材料

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所保护的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种超声波主轴，其包括：

主轴外壳1；

芯轴6，置于主轴外壳1内可绕自身轴线旋转，所述芯轴6的下端具有用于安装刀柄的锥孔，所述锥孔的孔壁上具有两个贯通孔壁的过孔；

两个导电环，分别置于所述主轴外壳1和芯轴6间，且两个导电环间有绝缘材料13相互绝缘，见图1中的第一导电环11和第二导电环12；所述导电环为轴承式结构，由外圈和内圈组合，外圈和内圈之间设置沟槽，沟槽中置入导电滚珠，导电环的外圈有绝缘材料13固定在所述主轴外壳1内，导电环的内圈与芯轴6之间设置有绝缘材料13且随所述芯轴6转动；

两个导电端子15，分别有绝缘材料14绝缘设于所述芯轴2的两个过孔内；两个导电端子15分别与第一导电环11的内圈和第二导电环12的内圈电相连，两个导电端子15朝向所述锥孔的一端外露，且用于与超声波刀柄2内的导电部22接触导通。

本实用新型采用在芯轴6上设置导电端子15而在主轴外壳1上设置第一导电环11、第二导电环12，通过第一导电环11、第二导电环12相对旋转的外圈和内圈实现芯轴旋转时导电端子15与外部的导电相连，而超声波刀柄2只需设置可与导电端子15相接触导通的导电部21，即可实现超声波刀柄2的供电，因此，在更换超声波刀柄2时无需接线，只需定位安装即可，可实现标准刀柄和超声波刀柄的兼容使用；另外，第一导电环11、第二导电环12的使用确保了芯轴6的高速旋转，确保了超声波刀柄工作的稳定性。本实施例中芯轴锥孔可根据刀柄规格规划适配BT刀柄、HSK刀柄、CAT刀柄等等……。

上述第一导电环11、第二导电环12的外圈和内圈间设有滚动的导电滚珠，本实施例的第一导电环11、第二导电环12其为轴承式结构，外圈可与上述主轴外壳1相对固定，而内圈其可与上述芯轴6同步旋转，外圈与内圈间的导电滚珠既可确保两者的导电性又确保芯轴可高速旋转。

上述第一导电环11和第二导电环12的外圈分别通过超声波输入电源输入线3和超声波发振电源连接，第一导电环11和第二导电环12的内圈分别通过导电件4(如导电片或导电线)与上述两个导电端子15相连，本实施例利用轴承式的第一导电环11与所述第二导电环12其自身的导电特性和高速旋转功能，由此使两个导电端子15可得到超声波输入电源，当安装超声波刀柄时，实现给超声波刀柄供电。

进一步地，为便于安装，本实施例中在主轴外壳1的内壁上设置有安装槽，上述第一导电环11和第二导电环12均置于安装槽内，在第一导电环11和第二导电环12以及主轴外壳1间均设有绝缘材料13；本实施例安装时确保导电环上的外圈与主轴外壳1固定，而导电环的内圈套在芯轴6上可随芯轴6转动。

上述导电端子15与所述过孔的孔壁间具有绝缘材料14，且与芯轴6间也设有绝缘材料14来绝缘隔离。进一步的，导电端子15安装略低于锥孔的轮廓面，即导电端子15内缩于过孔内，这样在使用普通标准刀柄时，刀柄锥面与导电端子15间有一定距离确保不会接触，避免漏电电路危险。

而在使用如图1所示的超声波刀柄2时，超声波刀柄两侧安装的的导电部21(导电部21周围设有绝缘材料23)在弹簧22的作用力下分别与芯轴6上对应位置处安装的两个导电端子15受力接触，将超声波输入电源，经过超声波刀柄侧的导线5分别连接到超声波刀柄2空腔内的压电陶瓷组的正负极上；从而得到使压电陶瓷产生压电逆效应电信号，将压电逆效应转换为高频的机械振动。

综上所述，本实用新型的超声波主轴，可实现标准刀柄和超声波刀柄兼容使用；更重要的是导电环和导电端子的使用确保了芯轴的高速旋转，确保了超声波刀柄工作的稳定性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种超声波主轴，其特征在于，包括：

主轴外壳；

芯轴，置于主轴外壳内可绕自身轴线旋转，所述芯轴的下端具有用于安装刀柄的锥孔，所述锥孔的孔壁上具有两个贯通孔壁的过孔；

两个导电环，均置于所述主轴外壳和芯轴间，且两个导电环间相互绝缘；所述导电环为轴承式结构，导电环的外圈绝缘固定在所述主轴外壳内，导电环的内圈绝缘套在芯轴上随所述芯轴转动；

两个导电端子，分别绝缘设于所述芯轴的两个过孔内；两个导电端子分别与两个导电环的内圈电相连，两个导电端子朝向所述锥孔的一端外露，且用于与超声波刀柄内的导电部接触导通。

2.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于：所述导电环的外圈和内圈间有沟槽，沟槽中置入滚动的导电滚珠。

3.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于：所述导电环与所述主轴外壳和所述芯轴间设有绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于：所述导电端子与所述过孔的孔壁间具有绝缘材料。

5.根据权利要求4所述的超声波主轴，其特征在于：所述绝缘材料和所述锥孔的轮廓面平齐，所述导电端子内缩于所述过孔内。

6.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于：所述两个导电环的外圈均与超声波输入电源连接。