一种旋转机床用超声刀柄制造技术

本专利公开了一种旋转机床用超声刀柄，安装柄(3)的上端安装在主轴孔内，变幅杆(6)上端与超声换能器(5)固定连接，变幅杆(6)的下端与刀具(7)固定连接；磁共振发射器(12)的壳体固定连接在主轴支架(1)上，磁共振发射器(12)的磁发射面与设置在安装柄(3)下部外圆上的环形磁共振接收器(4)相对布置，磁共振发射器(12)和磁共振接收器(4)之间通过共振无线的方式无线传输超声波能量；本专利的优点使刀具(7)在旋转切削的同时对工件产生高频振动冲击，实现复合加工，超声波刀柄体积小、安装更换方便，提高了超声波的传输效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种旋转机床用超声波加工装置，具体为一种旋转机床用超声刀柄，属于特种机械加工

技术介绍
在通用机床的切削刀具上附加超声波振动,可以实现对陶瓷、玻璃、蓝宝石、氧化锆等硬、脆、难加工材料的复合加工，特别是近年来，随着手机、奢侈品等行业的快速发展，对蓝宝石、氧化锆等硬、脆、难加工材料的加工要求越来越高、应用量也越来越大，为此，在通用旋转机床上如何方便、快捷、可靠的应用超声波技术成为行业研究和探索的方向。目前，在现有机床上附加的超声波装置体积大、安装不便、无法实现通用化和实现数控机床的自动换刀，从而降低了超声波的加工效率，增加了超声加工成本。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种旋转机床用超声刀柄，能够方便、快捷、安全的把超声波发生器的超声波转换到通用机床的切削刀具上，从而实现对硬、脆、难加工材料高精度、快速、自动加工，并提高超声波传能效率。一种旋转机床用超声刀柄，包括安装柄、超声换能器和变幅杆，其特征是：安装柄的上端锥柄与机床主轴孔相适配并安装在主轴孔内，安装柄的下端为一开口向下的圆柱孔，超声换能器通过端盖固定封装在所述圆柱孔中；变幅杆与超声换能器固定连接，并穿过端盖的中心孔向下伸出；变幅杆的下端与刀具固定连接；磁共振发射器的壳体固定连接在机床主轴支架上，磁共振发射器与超声波发生器通过导线电连接，磁共振发射器的磁发射面与设置在安装柄下部外圆上的环形磁共振接收器径向相对布置，在磁共振发射器与磁共振接收器之间设置有间隙；磁共振发射器和磁共振接收器之间通过共振无线的方式无线传输超声波能量；磁共振接收器通过导线与封装在安装柄圆柱孔中的超声换能器电连接；磁共振发射器的壳体在主轴径向水平布置，通过竖直的连杆连接在抱箍的外侧，抱箍卡持在主轴支架的外圆上固定，在抱箍与连杆的连接处设置有角度调节螺杆，用以调节连杆与主轴之间的角度；在连杆与磁共振发射器壳体的连接处设置有长度调节螺杆，用以调整磁共振发射器与磁共振接收器之间的间隙；端盖通过螺钉固定在安装柄下部的圆柱端面上，端盖的外圆周凸出于安装柄下部的圆柱外圆并包覆在圆柱外圆周的下部，安装柄的中部有凸出于安装柄上部锥柄和下部圆柱外圆的圆环，从而在安装柄下部的圆柱体的外圆周上位于所述圆环和端盖之间形成一个环形凹槽，环形的磁共振接收器固定封装在所述环形凹槽中；在磁共振发射器与磁共振发射器的壳体之间、在超声换能器与安装柄之间、磁共振接收器与所述环形凹槽之间分别设置有绝缘层；磁共振发射器的壳体上设置有超声波电信号输入插座，超声波发生器的输出导线通过插头插入磁共振发射器壳体上的输入插座实现超声电信号的传输；变幅杆的上端与超声换能器的下端机械固定连接，变幅杆的下端与刀具通过锁紧螺母固定连接。本技术的优点是：在旋转机床上设置超声波转换装置，把超声波发生器产生的高频振动能量转换并传递到主轴上，使刀具在旋转切削的同时对工件产生高频振动冲击，实现复合加工，可以对蓝宝石、陶瓷、氧化锆等硬、脆、难加工材料进行精细加工；可以使用通用的刀柄，设置标准刀库，从而在加工中心上实现超声波刀具的自动换刀，使超声波技术在加工中心上的得到了充分的应用；变幅杆与刀具之间通过锁紧螺母、通用卡头或者热涨紧连接可以实现手动换刀，在一般机床上也可以实现应用；通过共振传能，根据加工需要设置共振频率，选择最佳的共振频率有利于提高传能效率，实现间歇传能；本专利所述超声波刀柄体积小、安装方便。附图说明图1：本技术结构示意图；图2：安装柄、刀具与超声波接收装置连接结构示意图；图3:安装柄、刀具与超声波接收装置连接结构局部示意图；图4：本技术电路原理图.图中，1-主轴支架；2-抱箍；3-安装柄；4-磁共振接收器；5-超声换能器；6-变幅杆；7-刀具；8-角度调节螺杆；9-连杆；10-输入插座；11-长度调节螺杆；12-磁共振发射器；13-端盖；14-螺钉；15-超声波发生器；16-匹配电容。具体实施方式如图1到图3所示，本专利所述的一种旋转机床用超声刀柄，包括安装柄3、磁共振接收器4、端盖13、超声换能器5和变幅杆6，安装柄3的上端结构为锥柄，锥柄结构与机床主轴孔的锥孔相适配并安装在主轴孔内，主轴支架1固定在机床床身上，为主轴的旋转提供支撑，安装柄3的下端为一开口向下的圆柱孔，安装柄3的中部有一凸出于上部锥柄大端外圆和下部圆柱外壁的圆环，超声换能器5通过端盖13固定封装在所述圆柱孔中；端盖13通过螺钉14固定在安装柄3下部的圆柱端面上，端盖13的外圆周凸出于安装柄1下部的圆柱外圆并包覆在圆柱外圆周的下部，从而在安装柄3下部的圆柱体的外圆周上位于所述圆环和端盖13之间形成一个环形凹槽；磁共振接收器4为环形，固定封装在所述环形凹槽中后，与端盖13的外圆和所述圆环的外圆平齐；变幅杆6与超声换能器5固定连接，端盖13的中心设置有变幅杆6的过孔，变幅杆6并穿过端盖13的中心孔向下伸出；变幅杆6的下端与刀具7固定连接；磁共振发射器12的壳体固定连接在机床的主轴支架1上，磁共振发射器12与超声波发生器15通过导线电连接，磁共振发射器12的磁发射面与设置在安装柄3下部外圆上的磁共振接收器4的接收面在主轴径向相对布置，在磁共振发射器12与磁共振接收器4之间设置有间隙；磁共振发射器12和磁共振接收器4之间通过无线的方式传输超声波能量；磁共振接收器4通过导线与封装在安装柄3下部圆柱孔中的超声换能器5电连接；在本技术中，变幅杆6的上端与超声换能器5的下端机械固定连接，变幅杆6的下端与刀具7通过锁紧螺母固定连接，变幅杆6的下端与刀具7的上端也可以通过螺纹卡头或者热涨紧连接；由于变幅杆6的下端与刀具7的上端通过螺纹卡头或者热涨紧连接，所以可以通过手工操作换刀，适用于普通钻床、铣床、雕铣机等不含刀库的设备。磁共振发射器12的壳体上设置有超声波电信号输入插座10，超声波发生器15的输出导线通过插头插入磁共振发射器12壳体上的输入插座10实现超声电信号的传输；磁共振发射器12的壳体在主轴径向水平布置，通过竖直的连杆9连接在抱箍2的外侧，抱箍2卡持在主轴支架1的外圆上固定，在抱箍2与连杆9的连接处设置有角度调节螺杆8，用以调节连杆9与主轴之间的角度，以便磁共振发射器12和磁共振接收器4之间的能量传输效果最佳；在连杆9与磁共振发射器12壳体的连接处设置有长度调节螺杆11，用以调整磁共振发射器12与磁共振接收器4之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机床用超声刀柄，包括安装柄(3)、超声换能器(5)和变幅杆(6)，其特征是：安装柄(3)的上端锥柄与主轴孔相适配并安装在主轴孔内，安装柄(3)的下端为一开口向下的圆柱孔，超声换能器(5)通过端盖(13)固定封装在所述圆柱孔中；变幅杆(6)与超声换能器(5)固定连接，并穿过端盖(13)的中心孔向下伸出；变幅杆(6)的下端与刀具(7)固定连接；磁共振发射器(12)的壳体固定在主轴支架(1)上，磁共振发射器(12)与超声波发生器(15)通过导线电连接，磁共振发射器(12)的磁发射面与设置在安装柄(3)下部外圆上的环形磁共振接收器(4)径向相对布置，在磁共振发射器(12)与磁共振接收器(4)之间设置有间隙；磁共振发射器(12)和磁共振接收器(4)之间通过共振的方式无线传输超声波能量；磁共振接收器(4)通过导线与封装在安装柄(3)圆柱孔中的超声换能器(5)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种旋转机床用超声刀柄，包括安装柄(3)、超声换能器(5)和变幅杆(6)，
其特征是：安装柄(3)的上端锥柄与主轴孔相适配并安装在主轴孔内，安装柄
(3)的下端为一开口向下的圆柱孔，超声换能器(5)通过端盖(13)固定封装
在所述圆柱孔中；变幅杆(6)与超声换能器(5)固定连接，并穿过端盖(13)
的中心孔向下伸出；变幅杆(6)的下端与刀具(7)固定连接；磁共振发射器
(12)的壳体固定在主轴支架(1)上，磁共振发射器(12)与超声波发生器(15)
通过导线电连接，磁共振发射器(12)的磁发射面与设置在安装柄(3)下部外
圆上的环形磁共振接收器(4)径向相对布置，在磁共振发射器(12)与磁共振
接收器(4)之间设置有间隙；磁共振发射器(12)和磁共振接收器(4)之间
通过共振的方式无线传输超声波能量；磁共振接收器(4)通过导线与封装在安
装柄(3)圆柱孔中的超声换能器(5)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转机床用超声刀柄，其特征是：磁共振发射器
(12)的壳体在主轴径向水平布置，通过竖直的连杆(9)连接在抱箍(2)的
外侧，抱箍(2)卡持在主轴支架(1)的外圆上固定，在抱箍(2)与连杆(9)
的连接处设置有角度调节螺杆(8)，用以调节连杆(9)与主轴之间的角度；在
连杆(9)与磁共振发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉利，李凯东，朱怡，
申请(专利权)人：西安帕沃辐电气工程有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61