CN220943208U - 一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，涉及超声波加工技术领域，包括轴芯、外套体、支承组件、供电组件、受电组件和调节组件。外套体套装在轴芯上，外套体和轴芯之间围设出装配空间；支承组件设置于装配空间，以支承外套体和轴芯，轴芯与外套体之间能够相对转动；供电组件连接于外套体，并置于装配空间，供电组件能够沿轴芯的轴向移动；受电组件连接于轴芯，并置于装配空间，受电组件与供电组件沿轴芯的轴向方向间隔设置；调节组件与供电组件传动连接，以控制供电组件沿轴芯的轴向移动。本实用新型的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，供电组件和受电组件的感应面之间的间隙轴向可调，更利于能量传输。

Description

一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元

技术领域

本实用新型涉及超声波加工技术领域，特别涉及一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元。

背景技术

超声加工因刀具的刀尖能够具有超声能量而广泛应用于非金属、硬脆等难加工材料的加工以及微小孔、深孔的加工。

目前涉及超声加工主要结构有刀柄、换能器组件和供电装置。换能器组件常设于刀柄上，供电装置早期使用的是滑环，但由于主轴转速高，滑环易磨损，逐渐被无线感应模组替代。

无线感应模组主要包括供电组件与受电组件，供电组件有设置在主轴壳体上，也有设置在主轴外一个固定的发射架上；受电组件常设置在刀柄上，也有设置在主轴内部的。当受电组件设置在主轴内部时，较常见的结构是径向供电方式，这种结构虽然有利于主轴结构布置，但是无线感应模组之间的间隙无法现场进行调节，而超声加工能量的传输与间隙的大小有较大的关系，间隙量过小容易引起内部气压过高，引起电信号传输不稳定；间隙量过大则容易引起超声能量传输效率的大幅下降。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，供电组件和受电组件的感应面之间的间隙轴向可调，更利于能量传输。

根据本实用新型实施例的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，包括：轴芯，所述轴芯用于安装刀具；

外套体，所述外套体套装在所述轴芯上，所述外套体和所述轴芯之间围设出装配空间；

支承组件，所述支承组件设置于所述装配空间，以支承所述外套体和所述轴芯，所述轴芯与所述外套体之间能够相对转动；

供电组件，所述供电组件连接于所述外套体，并置于所述装配空间，所述供电组件能够沿所述轴芯的轴向移动；

受电组件，所述受电组件连接于所述轴芯，并置于所述装配空间，所述受电组件与所述供电组件沿所述轴芯的轴向方向间隔设置；

调节组件，所述调节组件与所述供电组件传动连接，以控制所述供电组件沿所述轴芯的轴向移动。

根据本实用新型实施例的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，至少具有如下有益效果：轴芯用于安装刀具，且刀具随轴芯旋转；外套体套装在轴芯上，且外套体于轴芯之间保持间隙以形成装配空间，由支承组件对外套体提供支撑；供电组件和受电组件轴向分布设置于装配空间，通过调节组件能够控制供电组件轴向移动，以调整供电组件和受电组件轴向上的间隙，有利于将间隙调整至最优值，提高能量传输效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述受电组件包括受电壳体、受电磁芯和受电线圈，所述受电壳体呈环状以套装于所述轴芯并固定，所述受电壳体上设有环形的受电容纳腔，所述受电线圈缠绕于所述受电磁芯，并置于所述受电容纳腔中。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电组件包括供电壳体、供电磁芯和供电线圈，所述供电壳体呈环状以套装于所述轴芯并间隙配合，所述供电壳体上设有环形的供电容纳腔，所述供电线圈缠绕于所述供电磁芯，并置于所述供电容纳腔中，所述供电壳体与所述调节组件传动连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电壳体的外侧壁开设有至少一个走线槽，所述走线槽的延伸方向与所述轴芯的轴向平行，所述走线槽与所述供电容纳腔之间设有贯穿的过线孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电壳体远离所述受电组件的一端延伸出环形的导向套，所述调节组件包括调节螺母和锁止机构，所述调节螺母套装于所述轴芯并间隙配合，所述调节螺母的外侧壁与所述导向套的内侧壁之间螺纹配合，所述锁止机构与所述供电壳体连接，能够限制所述供电壳体移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述供电壳体的外侧壁设有至少一个锁止平面，所述锁止机构包括第一锁止螺孔和第一紧定螺钉，所述第一锁止螺孔设置于所述外套体且沿所述外套体的径向方向穿透至所述装配空间，所述第一紧定螺钉穿过所述第一锁止螺孔与所述锁止平面抵接。

根据本实用新型的一些实施例，所述锁止机构包括第二锁止螺孔和第二紧定螺钉，所述导向套设有第三锁止螺孔，所述第二锁止螺孔设置于所述外套体且沿所述外套体的径向方向穿透至所述装配空间，所述第三锁止螺孔与所述第二锁止螺孔同轴，所述第二紧定螺钉穿过所述第二锁止螺孔以及所述第三锁止螺孔与所述调节螺母抵接。

根据本实用新型的一些实施例，所述外套体的端部设有端盖，所述导向套远离所述供电容纳腔的一端设有第四锁止螺孔，所述第四锁止螺孔与所述导向套的轴向平行，所述端盖上穿设有第三紧定螺钉，且所述第三紧定螺钉连接于所述第四锁止螺孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述支承组件包括多个轴承件，多个所述轴承件均套装在所述轴芯上，且所述外套体套装在所述轴承件上。

根据本实用新型的一些实施例，所述轴承件设置在所述端盖和所述调节螺母之间，所述调节螺母靠近所述轴承件的一端设有放置腔，所述放置腔内设有弹簧，所述弹簧朝向所述轴承件延伸并抵接所述轴承件。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例中供电组件和受电组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中供电壳体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中供电壳体的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例中调节螺母及锁止机构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中轴承件及弹簧的结构示意图。

附图标号：

轴芯100、外套体200、端盖210、支承组件300、轴承件310、供电组件400、供电壳体410、供电容纳腔411、走线槽412、导向套413、锁止平面414、第三锁止螺孔415、第四锁止螺孔416、供电磁芯420、供电线圈430、受电组件500、受电壳体510、受电磁芯520、受电线圈530、调节组件600、调节螺母610、放置腔611、弹簧612、锁止机构620、第一锁止螺孔621、第一紧定螺钉622、第二锁止螺孔623、第二紧定螺钉624、第三紧定螺钉625。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，本实用新型一种实施例的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，包括轴芯100、外套体200、支承组件300、供电组件400、受电组件500和，调节组件600。

轴芯100用于安装刀具；

外套体200套装在轴芯100上，外套体200和轴芯100之间围设出装配空间；

支承组件300设置于装配空间，以支承外套体200和轴芯100，轴芯100与外套体200之间能够相对转动；

供电组件400连接于外套体200，并置于装配空间，供电组件400能够沿轴芯100的轴向移动；

受电组件500连接于轴芯100，并置于装配空间，受电组件500与供电组件400沿轴芯100的轴向方向间隔设置；

调节组件600与供电组件400传动连接，以控制供电组件400沿轴芯100的轴向移动。

外套体200套装在轴芯100上，或者说在安装时，轴芯100穿设在外套体200内与之同轴，外套体200与轴芯100之间的间隙即为装配空间。供电组件400和受电组件500均设置在装配空间内，供电组件400和受电组件500也均套装在轴芯100上。在本实施例中，不同点在于受电组件500固定在轴芯100上，能够随轴芯100同步旋转；供电组件400滑动连接在外套体200的内壁上，供电组件400不随轴芯100旋转。供电组件400与外套体200之间不会产生大的旋转位移，故供电组件400能够从外套体200上将电源线引出。

其中，供电组件400与外套体200之间滑动连接，能够轴向移动，调节组件600又与供电组件400传动连接，故在安装完毕前，可以通过调节组件600轴向调节供电组件400的位置，以改变供电组件400和受电组件500之间的间隙距离，使其间隙达到最优的值，既能保证电信号稳定传输，又能维持高的传输效率。

参照图2所示，可以理解的是，受电组件500包括受电壳体510、受电磁芯520和受电线圈530，受电壳体510呈环状以套装于轴芯100并固定，受电壳体510上设有环形的受电容纳腔，受电线圈530缠绕于受电磁芯520，并置于受电容纳腔中。

受电磁芯520能够为受电线圈530导磁，提高传输效率。受电线圈530缠绕在受电磁芯520上并设置在受电容纳腔中，能够被受电壳体510保护，当受电组件500随轴芯100高速旋转时，不会与外套体200产生碰撞。

当然，受电壳体510、受电磁芯520和受电线圈530均为普通的壳体、磁芯和线圈，“受电”仅表明其处于接受电信号传递的一侧。

参照图2所示，可以理解的是，供电组件400包括供电壳体410、供电磁芯420和供电线圈430，供电壳体410呈环状以套装于轴芯100并间隙配合，供电壳体410上设有环形的供电容纳腔411，供电线圈430缠绕于供电磁芯420，并置于供电容纳腔411中，供电壳体410与调节组件600传动连接。

供电壳体410与轴芯100间隙配合，避免供电壳体410接触到轴芯100，防止轴芯100带动供电壳体410转动。调节组件600与供电壳体410传动连接，能够控制供电壳体410轴向移动，以改变供电磁芯420和供电线圈430的位置，即改变了供电组件400与受电组件500之间的轴向间隙。

参照图3和图4所示，可以理解的是，供电壳体410的外侧壁开设有至少一个走线槽412，走线槽412的延伸方向与轴芯100的轴向平行，走线槽412与供电容纳腔411之间设有贯穿的过线孔。

走线槽412可供接入到供电线圈430的电源线走线布置，电源线放置在走线槽412内，可以避免与外套体200的内壁接触，在轴向移动供电壳体410时，避免电源线卡在供电壳体410和外套体200之间摩擦而破损。

可以理解的是，供电壳体410远离受电组件500的一端延伸出环形的导向套413，调节组件600包括调节螺母610和锁止机构620，调节螺母610套装于轴芯100并间隙配合，调节螺母610的外侧壁与导向套413的内侧壁之间螺纹配合，锁止机构620与供电壳体410连接，能够限制供电壳体410移动。

在旋转调节螺母610时，可以利用锁止机构620阻止供电壳体410周向旋转，此时调节螺母610和导向套413的螺纹配合会促使供电壳体410产生轴向移动，进而改变供电壳体410的位置，实现供电组件400和受电组件500之间的间隙调整。当供电壳体410的位置调整完毕后，进一步使用锁止机构620对供电壳体410锁止，阻止其轴向移动以及阻止其周向转动。

当然，调整供电组件400与受电组件500之间的轴向间隙是在整个轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元的装配前完成。故安装支承组件300前，可以使用工具，例如长螺栓，轴向伸入连接调节螺母610，然后带动调节螺母610周向转动。

参照图3和图5所示，可以理解的是，供电壳体410的外侧壁设有至少一个锁止平面414，锁止机构620包括第一锁止螺孔621和第一紧定螺钉622，第一锁止螺孔621设置于外套体200且沿外套体200的径向方向穿透至装配空间，第一紧定螺钉622穿过第一锁止螺孔621与锁止平面414抵接。

第一紧定螺钉622穿过第一锁止螺孔621，故第一紧定螺钉622被第一锁止螺孔621限制无法周向移动。第一紧定螺钉622抵接锁止平面414后，从结构上，第一紧定螺钉622的端部可以看做与锁止平面414面接触，即第一紧定螺钉622保持垂直于锁止平面414的状态，锁止平面414无法发生偏转，即限制了供电壳体410的周向旋转。当然，第一紧定螺钉622抵接锁止平面414后，两者之间能够产生摩擦力，也能起到限制供电壳体410轴向移动的效果。

可以理解的是，锁止机构620包括第二锁止螺孔623和第二紧定螺钉624，导向套413设有第三锁止螺孔415，第二锁止螺孔623设置于外套体200且沿外套体200的径向方向穿透至装配空间，第三锁止螺孔415与第二锁止螺孔623同轴，第二紧定螺钉624穿过第二锁止螺孔623以及第三锁止螺孔415与调节螺母610抵接。

第二紧定螺钉624穿过第二锁止螺孔623，故第二紧定螺钉624被第二锁止螺孔623限制无法周向移动。第二紧定螺钉624进一步穿过第三锁止螺孔415，故进一步限制了第三锁止螺孔415无法周向移动，以及无法轴向移动，即供电壳体410(导向套413)无法周向转动，无法轴向移动。第二紧定螺钉624穿过第三锁止螺孔415后，抵接调节螺母610，通过摩擦力的作用，还能对调节螺母610起到锁止的作用，即阻止调节螺母610周向转动，阻止其轴向移动。

可以理解的是，外套体200的端部设有端盖210，导向套413远离供电容纳腔411的一端设有第四锁止螺孔416，第四锁止螺孔416与导向套413的轴向平行，端盖210上穿设有第三紧定螺钉625，且第三紧定螺钉625连接于第四锁止螺孔416。

由于第三紧定螺钉625穿设于端盖210，无法周向移动，故第三紧定螺钉625与第四锁止螺孔416配合，也能够辅助限制供电壳体410(导向套413)周向转动。进一步地，第三紧定螺钉625还能阻止供电壳体410(导向套413)在径向上的偏移。

可以理解的是，支承组件300包括多个轴承件310，多个轴承件310均套装在轴芯100上，且外套体200套装在轴承件310上。

轴承件310能够支撑外套体200和轴芯100之间的连接，轴芯100能够可靠地相对于外套体200进行高速旋转。

参照图6所示，可以理解的是，轴承件310设置在端盖210和调节螺母610之间，调节螺母610靠近轴承件310的一端设有放置腔611，放置腔611内设有弹簧612，弹簧612朝向轴承件310延伸并抵接轴承件310。

弹簧612设置在放置腔611内，由放置腔611限制弹簧612仅在轴向方向上移动(弹簧612仅在压缩和伸长两种状态之间改变移动)。弹簧612与轴承件310抵接，能够对轴承件310进行弹性预紧，相比传统的定位预紧结构，弹簧612的弹性预紧具有较大的主轴刚度及热稳态性能。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于，包括：

轴芯(100)，所述轴芯(100)用于安装刀具；

外套体(200)，所述外套体(200)套装在所述轴芯(100)上，所述外套体(200)和所述轴芯(100)之间围设出装配空间；

支承组件(300)，所述支承组件(300)设置于所述装配空间，以支承所述外套体(200)和所述轴芯(100)，所述轴芯(100)与所述外套体(200)之间能够相对转动；

供电组件(400)，所述供电组件(400)连接于所述外套体(200)，并置于所述装配空间，所述供电组件(400)能够沿所述轴芯(100)的轴向移动；

受电组件(500)，所述受电组件(500)连接于所述轴芯(100)，并置于所述装配空间，所述受电组件(500)与所述供电组件(400)沿所述轴芯(100)的轴向方向间隔设置；

调节组件(600)，所述调节组件(600)与所述供电组件(400)传动连接，以控制所述供电组件(400)沿所述轴芯(100)的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述受电组件(500)包括受电壳体(510)、受电磁芯(520)和受电线圈(530)，所述受电壳体(510)呈环状以套装于所述轴芯(100)并固定，所述受电壳体(510)上设有环形的受电容纳腔，所述受电线圈(530)缠绕于所述受电磁芯(520)，并置于所述受电容纳腔中。

3.根据权利要求1所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述供电组件(400)包括供电壳体(410)、供电磁芯(420)和供电线圈(430)，所述供电壳体(410)呈环状以套装于所述轴芯(100)并间隙配合，所述供电壳体(410)上设有环形的供电容纳腔(411)，所述供电线圈(430)缠绕于所述供电磁芯(420)，并置于所述供电容纳腔(411)中，所述供电壳体(410)与所述调节组件(600)传动连接。

4.根据权利要求3所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述供电壳体(410)的外侧壁开设有至少一个走线槽(412)，所述走线槽(412)的延伸方向与所述轴芯(100)的轴向平行，所述走线槽(412)与所述供电容纳腔(411)之间设有贯穿的过线孔。

5.根据权利要求3所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述供电壳体(410)远离所述受电组件(500)的一端延伸出环形的导向套(413)，所述调节组件(600)包括调节螺母(610)和锁止机构(620)，所述调节螺母(610)套装于所述轴芯(100)并间隙配合，所述调节螺母(610)的外侧壁与所述导向套(413)的内侧壁之间螺纹配合，所述锁止机构(620)与所述供电壳体(410)连接，能够限制所述供电壳体(410)移动。

6.根据权利要求5所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述供电壳体(410)的外侧壁设有至少一个锁止平面(414)，所述锁止机构(620)包括第一锁止螺孔(621)和第一紧定螺钉(622)，所述第一锁止螺孔(621)设置于所述外套体(200)且沿所述外套体(200)的径向方向穿透至所述装配空间，所述第一紧定螺钉(622)穿过所述第一锁止螺孔(621)与所述锁止平面(414)抵接。

7.根据权利要求5所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述锁止机构(620)包括第二锁止螺孔(623)和第二紧定螺钉(624)，所述导向套(413)设有第三锁止螺孔(415)，所述第二锁止螺孔(623)设置于所述外套体(200)且沿所述外套体(200)的径向方向穿透至所述装配空间，所述第三锁止螺孔(415)与所述第二锁止螺孔(623)同轴，所述第二紧定螺钉(624)穿过所述第二锁止螺孔(623)以及所述第三锁止螺孔(415)与所述调节螺母(610)抵接。

8.根据权利要求7所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述外套体(200)的端部设有端盖(210)，所述导向套(413)远离所述供电容纳腔(411)的一端设有第四锁止螺孔(416)，所述第四锁止螺孔(416)与所述导向套(413)的轴向平行，所述端盖(210)上穿设有第三紧定螺钉(625)，且所述第三紧定螺钉(625)连接于所述第四锁止螺孔(416)。

9.根据权利要求8所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述支承组件(300)包括多个轴承件(310)，多个所述轴承件(310)均套装在所述轴芯(100)上，且所述外套体(200)套装在所述轴承件(310)上。

10.根据权利要求9所述的轴向无线感应模组内置式直联超声主轴单元，其特征在于：所述轴承件(310)设置在所述端盖(210)和所述调节螺母(610)之间，所述调节螺母(610)靠近所述轴承件(310)的一端设有放置腔(611)，所述放置腔(611)内设有弹簧(612)，所述弹簧(612)朝向所述轴承件(310)延伸并抵接所述轴承件(310)。