TWI671159B - 高頻振動主軸系統 - Google Patents

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TWI671159B
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王浩唐
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Abstract

一種高頻振動主軸系統，包括有：一主軸，包括有一主軸座及一設置於主軸座的心軸；一刀把，結合於主軸前端，用以結合一刀具；一電能傳輸裝置，設置於主軸的前端或後端，其包括有一第一感應模組及一第二感應模組，第一感應模組設置於主軸座上，第二感應模組設置於心軸上並與心軸同軸轉動，且與第一感應模組之間保有一間隙，第二感應模組用以透過非接觸電磁感應方式接收來自第一感應模組的電能；一振盪器，設置於刀把中，與第二感應模組電性連接以接收電能，該振盪器用以受控制而致使刀具產生振動。

Description

高頻振動主軸系統
本發明係與機械加工設備有關；特別是指一種旋轉振動加工的高頻振動主軸系統。
在機械加工設備領域當中，隨著科技快速發展，對於具硬脆性或黏性等特性的難切削或研磨材料的加工需求日益增加，而對於加工的品質與效率也有了更高的要求，因此，利用可旋轉振動的主軸系統，對加工刀具產生高頻的振盪來對工件進行研磨、切削或穿孔等加工也逐漸受到重視，其中，前述的加工方式，可使得工件表面上的微粒因受高頻振盪而自工件分離，除了可降低加工時所產生之加工屑或模料屑等細屑外，以降低切削阻力並增加刀具壽命外，還可使得工件的受加工面更為細緻，從而提升工件的精度與品質。
其中，現有的主軸系統多半是採取接觸式的供電方式，例如採用導電滑環、導電刷進行接觸式供電，然而，前述的供電方式具有諸多缺點，例如，滑環與電刷之間始終接觸，而導致磨損或損傷的情況嚴重，除此之外，還容易因為高速的摩擦接觸而產生電火花，而不能確保穩定且高可靠性的旋轉振動加工作業；另外，為了減輕滑環或電刷的磨耗問題，對其轉速也有更多的限制，而無法滿足旋轉振動加工主軸的高速旋轉需求。
是以，如何提供一種低耗損、壽命長且工作效率高的高頻振動主軸系統，是發明人埋首鑽研的方向之一。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種具有非接觸式電能傳輸功能的高頻振動主軸系統，可有效降低損耗、提升使用壽命以即可提升主軸的極限轉速。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種高頻振動主軸系統包括有一主軸，具有相對的一前端以及一後端，該主軸包括有一主軸座以及一心軸，該心軸係以可轉動的方式設置於該主軸座當中；一刀把，以可拆離的方式結合於該主軸的前端，該刀把用以結合一刀具，該刀把具有一容室；一電能傳輸裝置，設置於該主軸的該前端或該後端，該電能傳輸裝置包括有一第一感應模組以及一第二感應模組，該第一感應模組設置於該主軸座上；該第二感應模組設置於該心軸上並與該心軸同軸轉動，且與該第一感應模組之間保有一間隙，該第二感應模組用以透過非接觸電磁感應方式接收來自該第一感應模組的電能；一振盪器，設置於該刀把的該容室中，與該第二感應模組電性連接以接收該電能，該振盪器用以受控制而致使該刀具產生振動。
本發明之效果在於，透過前述以非接觸式電磁感應方式傳電的電能傳輸裝置，可有效解決習用透過接觸式供電方式的損耗問題以及克服主軸轉速無法進一步提升的問題。
〔本發明〕
100‧‧‧高頻振動主軸系統
10‧‧‧主軸
10a‧‧‧前端
10b‧‧‧後端
12‧‧‧主軸座
12a‧‧‧軸孔
14‧‧‧心軸
14a‧‧‧通道
20‧‧‧刀把
20a‧‧‧容室
20b‧‧‧穿孔
21‧‧‧刀具
22‧‧‧基座
24‧‧‧增幅桿
30‧‧‧振盪器
40‧‧‧電能傳輸裝置
41‧‧‧第一感應模組
42‧‧‧第二感應模組
43‧‧‧第一固定座
432‧‧‧第一固定垣部
434‧‧‧第一固定肩部
44‧‧‧第一磁芯
442‧‧‧第一磁芯垣部
444‧‧‧第一磁芯肩部
45‧‧‧第一線圈組
46‧‧‧第二固定座
462‧‧‧第二固定垣部
464‧‧‧第二固定肩部
47‧‧‧第二磁芯
472‧‧‧第二磁芯垣部
474‧‧‧第二磁芯肩部
48‧‧‧第二線圈組
50‧‧‧導接模組
52‧‧‧第一導接部
54‧‧‧第二導接部
56‧‧‧第一導線
58‧‧‧第二導線
200‧‧‧高頻振動主軸系統
210‧‧‧主軸
212‧‧‧主軸座
214‧‧‧心軸
215‧‧‧拘束鍵
216‧‧‧導接孔
217‧‧‧錐形孔
218‧‧‧定位孔
220‧‧‧刀把
222‧‧‧鍵槽
224‧‧‧槽孔
226‧‧‧錐段
230‧‧‧振盪器
240‧‧‧電能傳輸裝置
241‧‧‧第一感應模組
242‧‧‧第二感應模組
243‧‧‧第一固定座
244‧‧‧第一芯體
244a‧‧‧第一磁芯垣部
244b‧‧‧第一磁芯肩部
245‧‧‧第一線圈組
246‧‧‧第二固定座
247‧‧‧第二磁芯
248‧‧‧第二線圈組
252‧‧‧第一導接部
254‧‧‧第二導接部
255‧‧‧導線
256‧‧‧套筒
258‧‧‧定位柱
300‧‧‧高頻振動主軸系統
310‧‧‧主軸
314‧‧‧心軸
315‧‧‧第一法蘭面
320‧‧‧刀把
320a‧‧‧容室
322‧‧‧第二法蘭面
324‧‧‧穿孔
330‧‧‧振盪器
340‧‧‧電能傳輸裝置
341‧‧‧第一傳導模組
342‧‧‧第二傳導模組
352‧‧‧第一導接部
354‧‧‧第二導接部
355‧‧‧導線
356‧‧‧套筒
358‧‧‧導電柱
圖1為本發明一第一實施例之高頻振動主軸系統的立體圖。
圖2為圖1的2-2方向剖視圖。
圖3A是圖2的局部放大圖。
圖3B是圖2的局部放大圖。
圖4為本發明一第二實施例之高頻振動主軸系統的立體圖。
圖5為圖4的5-5方向的局部剖視圖。
圖6為第二實施例的刀把與主軸的局部分解圖。
圖7為本發明一第三實施例之高頻振動主軸系統的局部剖視圖。
圖8是第三實施例之刀把與主軸的局部分解圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖3B所示，為本發明一第一實施例之高頻振動主軸系統100，其包括有一主軸10、一刀把20、一振盪器30、一電能傳輸裝置40以及一導接模組50。
該主軸10具有相對的一前端10a與一後端10b，該前端10a供安裝有該刀把20，該主軸10包括有一主軸座12以及一心軸14，該主軸座12沿其軸向形成有一軸孔12a，該心軸14係設置於該軸孔12a當中，並可相對於該主軸座12繞其軸線轉動，且該心軸14於平行軸向的方向上具有一通道14a。
該刀把20結合在該主軸10的前端10a，用以結合一刀具21，用以對一工件進行加工，且刀把20具有一容室20a以及一軸向延伸的穿孔20b，該穿孔20b與該容室20a相連通。於本實施例中，該刀把20 具有一基座22以及一增幅桿24，該基座22設置於該心軸14上，並與該心軸14同軸轉動，且該基座22具有該容室20a；該增幅桿24具有相對的一前端與一後端，該增幅桿24的該前端供裝設該刀具21，該增幅桿24的該後端則穿置於該容室20a中。
該振盪器30設置於該刀把20的容室20a當中，用以受控制而致使與刀把20連接之刀具21產生振動。其中，該振盪器30可以是由電容性元件或壓電元件等振動元件所製成，例如可以是由壓電陶瓷片所製成，並可受電能的驅動而產生高頻率振盪，並以直接或間接的方式帶動刀把20上的刀具21產生振動。其中，所述高頻率振盪係指振盪頻率達10kHz以上為佳。於本實施例當中，所述的振盪器30係設置於該增幅桿24上，並且所產生的振動可經由該增幅桿24間接傳遞至刀具21，致使該刀具21產生振動。
該電能傳輸裝置40係設置於該主軸10的後端10b，且包括有一第一感應模組41以及一第二感應模組42，該第一感應模組41設置於該主軸座12上，且該第一感應模組41係與一電源供應器(圖未示)電性連接，用以接收該電源供應器所提供的電能，並將該電能進一步傳遞給該第二感應模組42。該第二感應模組42設置於該心軸14上並與該心軸14同軸轉動，且該第二感應模組42與該第一感應模組41之間保有一間隙而不接觸，其中，該第二感應模組42係用以透過非接觸電磁感應方式接收來自該第一感應模組41的電能。其中，該電源供應器可進一步連接有一控制器，該控制器可根據所應用之工件或加工需求的不同，輸出控制訊號給電源供應器及振盪器，以輸出相應的振動波形與頻率。
於本實施例中，該第一感應模組41係呈環型，且環繞該心軸14以及該第二感應模組42，該第一感應模組41包括有一第一固定座 43、一第一磁芯44以及一第一線圈組45。該第一固定座43設置於該主軸座12上，且環繞該心軸14；該第一磁芯44環設於該第一固定座43的內周面，且環繞該心軸14；該第一線圈組45環設於該第一磁芯44的內周面，且環繞該心軸14。該第二感應模組42係呈環型，且環繞該心軸14，並位於該第一感應模組41與該心軸14之間，且該第二感應模組42包括有一第二固定座46、一第二磁芯47以及一第二線圈組48，該第二固定座46設置於該心軸14上，且環繞該心軸14；該第二磁芯47環設於該第二固定座46的外周面，且環繞該心軸14；該第二線圈組48環設於該第二磁芯47的外周面，且環繞該心軸14，且與該第一線圈組45於徑向上相面對。
更進一步，該第一磁芯44係呈環型，且具有一第一磁芯垣部442以及自該第一磁芯垣部442沿徑向向內延伸形成的一第一磁芯肩部444；該第一線圈組45係抵接在該第一磁芯垣部442以及該第一磁芯肩部444，而藉由該第一線圈組45在兩個方向上受到第一磁芯44的抵靠，可獲得穩固支撐的效果。該第二磁芯47係呈環型，且具有一第二磁芯垣部472以及自該第二磁芯垣部472沿徑向向外延伸形成的一第二磁芯肩部474；該第二線圈組48抵接該第二磁芯垣部472以及該第二磁芯肩部474，而藉由該第二線圈組48在兩個方向上受到第二磁芯47的抵靠，可獲得穩固支撐的效果。
其中，較佳者，該第一磁芯44與該第二磁芯47的結構係分別以陶瓷材料經由粉末壓鑄技術一體成形製成，並具有較佳的結構穩定性，且該第一磁芯44與該第二磁芯47在軸向方向上的剖面係呈互補的L型(例如第一磁芯44的剖面呈倒L型，第二磁芯的剖面呈L型)，其結構簡單且體積精巧，有助於縮短磁芯的製程時間與生產成本，並且在大量生產與低成本生產皆具有其優勢。此外，此種L型態的磁芯，由於在設 計上整體體積較小，因此可使用較小噸數的壓鑄機製造，不僅可降低其壓鑄成本，還可減少磁芯的破損與內部孔隙產生的機率。
此外，該第一磁芯肩部444與第二磁芯肩部474在軸線方向上的投影係彼此重疊，且將第一線圈組45與第二線圈組48圍繞在第一磁芯肩部44與第二磁芯肩部474之間的空間當中，藉以可有效避免異物侵入第一線圈組45與第二線圈組48之間，以及提升組裝時進行對位的方便性。
其中，透過前述L型的第一磁芯44、第二磁芯47的設計，可對設置於其上的第一線圈組45與第二線圈組48作標準化製造，舉例而言，以第二線圈組48為例，可以是由包裹著絕緣層的漆包線一圈圈地纏繞形成線圈，並使用黏著劑黏合定型成為第二線圈組48，而後再將第二線圈組48套接在第二磁芯47上，並受第二磁芯垣部472與第二磁芯肩部474的抵靠獲得穩固支撐，從而可對線圈組進行標準化的快速生產。
另外，透過上述第一感應模組41與第二感應模組42在徑向上重疊且同心設置的設計，可有效提升空間的使用率，降低整體主軸系統的總長。
此外，更進一步，所述的第一固定座43係呈環型，且具有一第一固定垣部432以及自該第一固定垣部432沿徑向向內延伸形成的一第一固定肩部434，該第一固定垣部432結合於該主軸座12上；而該第一磁芯垣部442與該第一磁芯肩部444分別抵靠於該第一固定垣部432與該第一固定肩部434。所述第二固定座46係呈環型，且包括有一第二固定垣部462以及自該第二固定垣部462沿徑向向外延伸的一第二固定肩部464，該第二固定垣部462結合於該心軸14的外周面；該第二磁芯垣部472與該第二磁芯肩部474分別抵靠於該第二固定垣部462與該第二固定 肩部464。藉此，透過前述第一固定座43與第二固定座46的設計，可使得第一磁芯44與第二磁芯47在兩方向上分別受到第一固定座43與第二固定座46的抵靠，而提供有穩固支撐的效果。
該導接模組50包括有一第一導接部52以及一第二導接部54，該第一導接部52設置於該心軸14上，且與該第二感應模組42電性連接，用以接收該電能；該第二導接部54設置於該刀把20上，且與該振盪器30電性連接，該第二導接部54係以可分離的方式與該第一導接部52相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器30使用。另外一提的是，於第一導接部52與第二導接部54之間相接設的表面，可設有可撓性結構，例如橡膠結構，藉以在高頻振動主軸系統運轉時，降低第一導接部52與第二導接部54之間的衝擊，以提升使用壽命。另外，於第一導接部52與第二導接部54相接設的部分，可保留適當的緩衝空間，藉以在高頻振動主軸系統運轉時，留有第一導接部52與第二導接部54的緩衝裕度。
其中，於一實施例中，第一導接部52可以是一導電插座，第二導接部54可為一與該導電插座相對應的導電插頭，但不以此為限，於另一實施例中，第一導接部52可以是一導電插頭，而第二導接部54可以是一導電插座。或者，於一實施例中，第一導接部52與第二導接部54為可相對應電性接觸或電性分離的接觸端點，而不以上述說明為限。
其中，前述第二導接部54與第一導接部52以可分離的方向相接觸係指，當該刀把20與該主軸10結合時，該第二導接部54與該第一導接部52相接觸而導通，而可接收自第一導接部52所傳遞而來的電能，並將該電能傳遞給振盪器30；而於該刀把20與該主軸10分離時，該第二導接部54與該第一導接部52則相分離而不互相接觸，且保持電性隔離。
於本實施例中，該第一導接部52係設置於該心軸14的通道14a當中，且該導接模組50還包括有至少一第一導線56，穿設於該通道14a當中，其一端與該第二感應模組42電性連接，另一端與該第一導接部52連接，用以將第二感應模組42的電能傳遞給第一導接部52。另外，第二導接部54係設置於該刀把20的穿孔20b上，且該導接模組50還包括有至少一第二導線58，穿設於該刀把20的穿孔20b中，且該第二導線58的一端與該第二導接部54電性連接，另一端與振盪器30電性連接，用以將第二導接部54所接收的電能傳遞給振盪器30使用。
藉此，透過上述以非接觸電磁感應方式可有效地將固定不動的第一感應模組41的電能傳遞予與心軸14同軸轉動的第二感應模組42，以及藉由導接模組50將電能進一步供應給振盪器30使用，如此一來，可有效解決習用以接觸式傳遞電能的缺失，而可降低損耗、提升使用壽命以及提升主軸可使用的最高轉速。
另外，請參圖4至圖6所示，為本發明第二實施例的高頻振動主軸系統200，其與前述第一實施例的高頻振動主軸系統100大致相同，特別在於：該高頻振動主軸系統200的電能傳輸裝置240的設置位置和結構上略有不同。更進一步地說，該高頻振動主軸系統200的電能傳輸裝置240係設置於主軸210的前端，其中，該電能傳輸裝置240包括有一第一感應模組241與一第二感應模組242。該第一感應模組241環繞心軸214以及該第二感應模組242，且該第一感應模組214包括有一第一固定座243、一第一磁芯以及一第一線圈組245，該第一固定座243呈環型，並設置於主軸210之主軸座212的前端；該第一磁芯環設於該第一固定座243的內周面，且包括有二呈環型的第一芯體244，該二第一芯體244分別具有一第一磁芯垣部244a以及自該第一磁芯垣部244a沿徑向向內延 伸形成的一第一磁芯肩部244b，且該二第一芯體244係沿著心軸214的軸向上下對稱設置，且該二第一芯體244的該二第一磁芯垣部244a彼此相面對並抵靠於該第一固定座243上，較佳者，該二第一芯體244的第一磁芯垣部244a係相抵接，以形成穩定的磁力迴路；該第一線圈組245呈環型並環設於該第一磁芯的內周面，且抵接於該二第一芯體244的該二第一磁芯垣部244a上，並位於該二第一磁芯肩部244b之間。
該第二感應模組242環繞該心軸214，且包括有一第二固定座246、一第二磁芯247以及一第二線圈組248。該第二固定座246係呈環型，且設置於該心軸214上；該第二磁芯247係呈環型，且環設於該第二固定座246的外周面；該第二線圈組248係呈環型，且環設於該第二磁芯247的外周面，且與該第一線圈組245於徑向上相面對。
此外，該二第一芯體244的該二第一磁芯肩部244b在軸線方向上的投影係彼此重疊，而且該第二磁芯247與該第二線圈組248係位於該二第一磁芯肩部244b於軸線方向上的投影範圍內。更進一步，該二第二磁芯247於軸向的兩端分別與上下兩個第一芯體244的該二第一磁芯肩部244b之間形成有一氣隙(或稱空氣間隙)。
其中，於一實施例中，上述該二第一芯體244係採取相同結構的設計，皆是以材料壓鑄成型之一體成型結構，而具有較佳的結構穩定性。此外，基於前述第一磁芯的兩件式設計，亦即由兩個結構相同的第一芯體244以對稱方式組合而成的設計，可有助於降低製造第一磁芯的設備與生產成本，只要使用單一模具即可進行製造，而可降低開模等模具成本；另外，透過上述第一磁芯是以結構簡單且體積精巧的兩個第一芯體244組合而成的設計，於實務上，可使用較小型的壓鑄機便可進行製造，而有降低生產設備成本的優勢；此外，透過上述結構的設計， 還可提升製造第一磁芯及第一芯體的製造良率，亦即，由於上述第一磁芯是由兩個體積較為精巧的第一芯體所組成，因此，其產生翹曲變型的情形相較於一體製造出剖面概呈C型的磁芯而言也較低，而有助於製造良率的提升，進而降低生產製造的成本。
另外，該主軸210的心軸214的前端具有至少一向前延伸的拘束鍵215，於該至少一拘束鍵215上係設置有第一導接部252，例如在本實施例中，所述的拘束鍵215的數量為二，且該二拘束鍵215係相面對，並在各該拘束鍵215上分別設置有一第一導接部252，該第一導接部252係與電能傳輸裝置240電性連接，用以接收電能，例如在心軸214內部設置有一導接孔216以及一定位孔218，該導接孔216連通該電能傳輸裝置240且設置有該第一導接部252，該定位孔218連通該導接孔216與該拘束鍵215表面。
另外，該高頻振動主軸系統200的刀把220的外周面係形成有至少一鍵槽222，該至少一鍵槽222係與該至少一拘束鍵215相配合，並與該至少一拘束鍵215以可分離的方式相抵接而嵌合定位，且該至少一鍵槽222的槽面上設置有一第二導接部254，供與該第一導接部252電性接觸。於本實施例中，所述的鍵槽222數量為二，且相背對設置，且在鍵槽222的表面上具有一連通其內部容室的一槽孔224，所述的第二導接部254係設置於該槽孔224中，且該第二導接部254凸伸至刀把220容室的一端係透過一導線255與振盪器230電性連接。藉此，當刀把220與心軸215相連接時，該刀把220的鍵槽222係與心軸214的拘束鍵215相嵌合定位，並使該第二導接部254與第一導接部252產生電性接觸。其中，較佳者，所述第二導接部254包括有一套筒256以及一定位柱258，該套筒256係固定於該槽孔224中，該定位柱258為導體，且係以可沿著該套筒 256軸向方向滑動的方式穿設於該套筒256中，該定位柱258係與導線255電性連接，並且在刀把220與心軸214結合時，該定位柱258係受一彈性件(圖未示)的彈力推動而可凸伸至該定位孔218中，並與定位孔218中的第一導接部252產生電性接觸，以進行電能傳導。
此外，值得一提的是，前述的拘束鍵與鍵槽並不以一個或兩個為限，於其他應用上亦可為三個或三個以上，此外較佳者，該些拘束鍵係彼此對稱設置，該些鍵槽係彼此對稱設置。
此外，再一提的是，第二實施例的高頻振動主軸系統200的電能傳輸裝置亦可改用如第一實施例之電能傳輸裝置40的結構，而不以前述電能傳輸裝置240的結構為限。另外，第一實施例的高頻振動主軸系統100的電能傳輸裝置亦可改用如第二實施例之電能傳輸裝置240的結構，而不以前述電能傳輸裝置40的結構為限。
另外，請復參圖5及圖6，該心軸214的前端係具有一沿軸向延伸的錐形孔217，而刀把220具有一錐段226。其中，於一實施例中，所述的第一導接部並不限於設置於拘束鍵上，亦可設置於該錐形孔217內錐面上；所述第二導接部並不限於設置於鍵槽上，亦可設置於該刀把220之錐段226的外錐面上。藉以在刀把220與心軸214相結合時，錐形孔217中的第一導接部可與錐段226上的第二導接部產生電性接觸。
另外，請參圖7及圖8所示，為本發明第三實施例的高頻振動主軸系統300，其與前述實施例的高頻振動主軸系統大致相同，不同的是，該高頻振動主軸系統300的電能傳輸裝置340係設置於主軸310的前端，而且該電能傳輸裝置340的第一傳輸模組341與第二傳輸模組342為採取上下重疊的配置。
此外，特別的是，該主軸310的心軸314具有一朝前的第一法蘭面315，該第一法蘭面315上設置有第一導接部352；該刀把具有一朝後的第二法蘭面322，該第二法蘭面322與該第一法蘭面315相面對或者進一步相抵接，且該第二法蘭面322上設置有該第二導接部354。
更進一步地說，於本實施例當中，該第一法蘭面315上設置有與第二傳導模組342連通的穿孔316，於該穿孔316中設置有該第一導接部352，且該第一導接部352與該第二傳輸模組342電性連接，用以接收第二傳輸模組342從第一傳輸模組341接收的電能。該第二法蘭面322上設置有與刀把320內部容室320a相連通的穿孔324，且該第二導接部354係設置於該穿孔324中，一端供與第一導接部352進行電性接觸，另一端可透過一導線355與振盪器330電性連接。其中，該第二導接部354包括有一套筒356以及一導電柱358，該套筒356係固定於該穿孔324當中，而該導電柱358係為導體，且穿設於該套筒356當中，並可相對於該套筒356沿其軸向方向滑動，且該導電柱358一端供與導線355電性連接，另一端自該套筒356穿出，供與第一導接部352產生電性接觸。更進一步地說，在刀把320與心軸314相結合時，該導電柱358係可受一彈性件(圖未示)的彈性抵推而保持朝向刀把320後端方向凸伸而出之勢，並可供與第一導接部352進行電性接觸。其中，所述的彈性件可以設置在套筒356與導電柱358之間，且兩端分別抵接套筒356與導電柱358，但不以此為限。
另外一提的是，前述高頻振動主軸系統300的電能傳輸裝置亦可改用前述第一實施例的電能傳輸裝置40或第二實施例的電能傳輸裝置240，而不以上述說明為限。其中，當採用如第一實施例與第二實施例具有在徑向上相重疊的第一傳輸模組與第二傳輸模組的電能傳 輸裝置時，相較於第三實施例的具有在軸向上上下重疊的第一傳輸模組與第二傳輸模組的電能傳輸裝置而言，在應用同樣心軸直徑的情況下，可有效地縮短高頻振動主軸系統在軸向上的總長。此外，採用具有徑向上相重疊之第一傳輸模組與第二傳輸模組的電能傳輸裝置時，還可提高主軸共振模態頻率，進而提高主軸高速旋轉的共振頻率上限。
此外，可以理解的是，以上各實施例的各元件均可彼此互換，舉例而言，第一實施例的導接模組也可應用到第二實施例與第三實施例的高頻振動主軸系統中，而第二實施例與第三實施例的導接模組也可取代第一實施例的導接模組而應用到第一實施例的高頻振動主軸系統中，而不以此為限。
此外，值得一提的是，本發明之振盪器係設置於刀把的容室中，因此，當振盪器故障或損壞時，可直接換上新的刀把來替換舊的刀把，不須拆解主軸結構即可實現更換振盪器的目的，而有利於提升後續維修或更換的便利性，以及縮短維修時間，而不致嚴重影響工廠加工進度的進行。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，另外，於一實施例中，所述振盪器亦可使用磁致伸縮式振盪器，而不以壓電式振盪器為限。舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (11)

  1. 一種高頻振動主軸系統，其包括有：一主軸，具有相對的一前端以及一後端，該主軸包括有一主軸座以及一心軸，該心軸係以可轉動的方式設置於該主軸座當中；一刀把，以可拆離的方式結合於該主軸的前端，該刀把用以結合一刀具，該刀把具有一容室；一電能傳輸裝置，設置於該主軸的該前端或該後端，該電能傳輸裝置包括有一第一感應模組以及一第二感應模組，該第一感應模組設置於該主軸座上；該第二感應模組設置於該心軸上並與該心軸同軸轉動，且與該第一感應模組之間保有一間隙，該第二感應模組用以透過非接觸電磁感應方式接收來自該第一感應模組的電能；一振盪器，設置於該刀把的該容室中，與該第二感應模組電性連接以接收該電能，該振盪器用以受控制而致使該刀具產生振動；其中該第一感應模組環繞該心軸以及該第二感應模組，且該第一感應模組包括有一第一磁芯以及一第一線圈組，該第一磁芯具有一第一磁芯垣部以及自該第一磁芯垣部沿徑向向內延伸形成的一第一磁芯肩部；該第一線圈組環設於該第一磁芯的內周面，且該第一線圈組抵接該第一磁芯；該第二感應模組環繞該心軸，且該第二感應模組包括有一第二磁芯以及一第二線圈組，該第二磁芯具有一第二磁芯垣部以及自該第二磁芯垣部沿徑向向外延伸形成的一第二磁芯肩部；該第二線圈組環設於該第二磁芯的外周面，且該第二線圈組抵接該第二磁芯，且與該第一線圈組於徑向上相面對；其中，該第一磁芯肩部與該第二磁芯肩部在軸線方向上的投影係彼此重疊。
  2. 如請求項1所述之高頻振動主軸系統，其中該第一感應模組包括有一第一固定座，該第一固定座設置於該主軸座上，該第一磁芯環設於該第一固定座的內周面；該第二感應模組包括有一第二固定座，該第二固定座設置於該心軸上，該第二磁芯環設於該第二固定座的外周面；該第一線圈組抵接該第一磁芯垣部以及該第一磁芯肩部；該第二線圈組抵接該第二磁芯垣部以及該第二磁芯肩部。
  3. 如請求項2所述之高頻振動主軸系統，其中該第一固定座具有一第一固定垣部以及自該第一固定垣部沿徑向向內延伸形成的一第一固定肩部，該第一固定垣部結合於該主軸座上；該第一磁芯垣部與該第一磁芯肩部分別抵靠於該第一固定垣部與該第一固定肩部；該第二固定座包括有一第二固定垣部以及自該第二固定垣部沿徑向向外延伸的一第二固定肩部，該第二固定垣部結合於該心軸的外周面；該第二磁芯垣部與該第二磁芯肩部分別抵靠於該第二固定垣部與該第二固定肩部。
  4. 一種高頻振動主軸系統，其包括有：一主軸，具有相對的一前端以及一後端，該主軸包括有一主軸座以及一心軸，該心軸係以可轉動的方式設置於該主軸座當中；一刀把，以可拆離的方式結合於該主軸的前端，該刀把用以結合一刀具，該刀把具有一容室；一電能傳輸裝置，設置於該主軸的該前端或該後端，該電能傳輸裝置包括有一第一感應模組以及一第二感應模組，該第一感應模組設置於該主軸座上；該第二感應模組設置於該心軸上並與該心軸同軸轉動，且與該第一感應模組之間保有一間隙，該第二感應模組用以透過非接觸電磁感應方式接收來自該第一感應模組的電能；一振盪器，設置於該刀把的該容室中，與該第二感應模組電性連接以接收該電能，該振盪器用以受控制而致使該刀具產生振動；其中該第一感應模組環繞該心軸以及該第二感應模組，且該第一感應模組包括有一第一磁芯以及一第一線圈組，該第一線圈組環設於該第一磁芯的內周面；該第二感應模組環繞該心軸，且該第二感應模組包括有一第二磁芯以及一第二線圈組，該第二線圈組環設於該第二磁芯的外周面，且與該第一線圈組於徑向上相面對；其中該第一磁芯包括有二第一芯體，該二第一芯體分別具有一第一磁芯垣部以及自該第一磁芯垣部沿徑向向內延伸形成的一第一磁芯肩部，該二第一芯體的該二第一磁芯垣部彼此相面對；該第一線圈組抵接於該二第一磁芯垣部上，並位於該二第一磁芯肩部之間。
  5. 如請求項4所述之高頻振動主軸系統，其中該第一感應模組包括有一第一固定座，該第一固定座設置於該主軸座上，該第一磁芯環設於該第一固定座的內周面；該第二感應模組包括有一第二固定座，該第二固定座設置於該心軸上，該第二磁芯環設於該第二固定座的外周面，並抵靠於該第一固定座。
  6. 如請求項4所述之高頻振動主軸系統，其中該二第一芯體的該二第一磁芯肩部在軸線方向上的投影彼此重疊，且該第二磁芯與該第二線圈組位於該二第一磁芯肩部於軸線方向上的投影範圍內。
  7. 如請求項1至6任一項所述之高頻振動主軸系統，包括有：一導接模組，包括有一第一導接部以及一第二導接部，該第一導接部設置於該心軸上，且與該第二感應模組電性連接，用以接收該電能；該第二導接部設置於該刀把上，且與該振盪器電性連接，該第二導接部以可分離的方式與該第一導接部相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器；該心軸於平行軸向方向上具有一通道；該導接模組的該第一導接部設置於該通道中，該導接模組包括有一第一導線，穿設於該通道中，且該第一導線的一端與該第二感應模組電性連接，另一端與該第一導接部電性連接。
  8. 如請求項7所述之高頻振動主軸系統，包括有：一導接模組，包括有一第一導接部以及一第二導接部，該第一導接部設置於該心軸上，且與該第二感應模組電性連接，用以接收該電能；該第二導接部設置於該刀把上，且與該振盪器電性連接，該第二導接部以可分離的方式與該第一導接部相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器；其中該刀把於軸向上具有一穿孔，連通該容室；該導接模組的該第二導接部設置於該穿孔上，該導接模組包括有一第二導線，穿設於該穿孔中，且該第二導線的一端與該第二導接部電性連接，另一端與該振盪器電性連接。
  9. 如請求項1至6任一項所述之高頻振動主軸系統，包括有：一導接模組，包括有一第一導接部以及一第二導接部，該第一導接部設置於該心軸上，且與該第二感應模組電性連接，用以接收該電能；該第二導接部設置於該刀把上，且與該振盪器電性連接，該第二導接部以可分離的方式與該第一導接部相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器；該心軸的前端包括有至少一向前延伸的拘束鍵，於該至少一拘束鍵上設置有該第一導接部；該刀把的外周面形成有至少一鍵槽，該至少一鍵槽與該至少一拘束鍵以可分離的方式相抵接，且該至少一鍵槽的槽面設置有該第二導接部。
  10. 如請求項1至6任一項所述之高頻振動主軸系統，包括有：一導接模組，包括有一第一導接部以及一第二導接部，該第一導接部設置於該心軸上，且與該第二感應模組電性連接，用以接收該電能；該第二導接部設置於該刀把上，且與該振盪器電性連接，該第二導接部以可分離的方式與該第一導接部相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器；該心軸的前端具有一沿軸向延伸的錐形孔，該錐形孔的內錐面上設置有該第一導接部；該刀把具有一錐段，以可拆離的方式結合於該錐形孔中，且該錐段的外錐面上設置有該第二導接部。
  11. 如請求項1至6任一項所述之高頻振動主軸系統，包括有：一導接模組，包括有一第一導接部以及一第二導接部，該第一導接部設置於該心軸上，且與該第二感應模組電性連接，用以接收該電能；該第二導接部設置於該刀把上，且與該振盪器電性連接，該第二導接部以可分離的方式與該第一導接部相接觸，以接收該電能並將該電能傳導予該振盪器；該心軸具有一朝前的第一法蘭面，該第一法蘭面上設置有該第一導接部；該刀把具有一朝後的第二法蘭面，該第二法蘭面與該第一法蘭面相面對，且該第二法蘭面上設置有該第二導接部。
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