一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴制造技术

本发明专利技术公开一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，涉及微细特种加工技术领域，包括动力源模块、动力传动模块和引电模块，所述动力源模块包括动力源和连接件，所述动力源通过所述连接件与所述动力传动模块连接；所述动力传动模块包括绝缘套筒和微细超声振动系统，所述微细超声振动系统安装于所述绝缘套筒内，所述绝缘套筒与所述连接件连接；所述引电模块安装于所述绝缘套筒的外侧。本发明专利技术结构紧凑、轻便、性能优良、方便实用，可以实现微细超声加工、微细超声振动辅助电火花加工、微细超声振动辅助电解加工。

【技术实现步骤摘要】
一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴
本专利技术涉及微细特种加工
，特别是涉及一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴。
技术介绍
超声加工是利用超声振动的工具或工件，在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击以及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声振动进行加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。微细超声加工是在超声加工的基础上，减小工具头与磨粒尺寸以及振幅值实现的。微细超声加工技术是超声加工技术向高精度、微细化发展的重要方向；微细超声加工技术适用于半导体、光学玻璃、工程陶瓷等各种高强度、耐高温、耐磨损硬脆材料元器件的精密微细制造。微细电火花加工又称为放电加工或电蚀加工，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，利用放电时产生的瞬时、局部高温将金属材料蚀掉。加工过程中，工具与工件不接触。该技术已经广泛应用于诸如硬质合金、模具钢、淬火钢、聚晶金刚石等硬质、难加工材料的微细加工，亦可用于加工低刚度和复杂表面形状工件的微细加工。微细超声振动辅助微细电火花加工相对于无超声振动辅助的微细电火花加工，在微细电火花放电状态、加工效率、加工精度、材料去除率、电极磨损、以及表面粗糙度等方面具有较好的优势。一是超声振动能改善微细电火花加工过程的放电状态，可以提高材料去除率并减小工具电极相对损耗率，提高加工精度。二是超声振动有助于工作液的循环和清除间隙区的碎片，工作液振动引起的搅拌效应甚至会使间隙区内的碎片和碳颗粒分散，从而减少短路和异常放电，最终提高加工速度。微细电化学加工分为微细电解加工和微细电镀加工，是通过化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料的特种加工方法，现已广泛应用筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的精密超精密微细加工。微细超声振动辅助施加到微细电解加工中，微量超声加工效应辅助及时去除电解产物，微细超声振动可有效降低电解加工过程中短路的发生；微细电解加工在加入超声振动致使加工区域的电解液扰动，其定域蚀除能力、加工稳定性、加工精度及工件表面质量均得到了改善。微细超声加工、微细超声振动辅助微细电火花加工和微细超声振动辅助微细电解加工的实施基础是相对应的微细超声加工、微细超声振动辅助微细电火花加工机床和微细超声振动辅助微细电解加工机床，而微细超声加工、微细超声振动辅助加工机床关键核心部件是其对应的主轴。微细超声加工和微细超声振动辅助加工主轴需要实现的功能共同点为：一是主轴需要能够安装微细超声振动系统、二是主轴需要高精度旋转、三是需要将微细电火花电源或者微细电解电源的一极引入到微细工具上。目前，微细超声加工或微细超声振动辅助加工比较普遍的是将微细超声振动施加在工件上，用电机驱动的V块主轴作为机床的主轴，这种方式实现的微细超声加工或微细超声振动辅助加工存在以下一些问题：一是工件很难安装到超声振动工作台上实现声能的有效传输；二是对工件尺寸有限制，工件超过一定的尺寸微细超声工作台无法驱动；三是电机驱动的主轴转速可调范围有限，转速也不高，一般为0-5000r/min，难以实现可调范围广、较高速的旋转加工；四是加工装置比较复杂，结构不是很紧凑；五是主轴与机床本体之间不能良好的电绝缘，影响加工效率和加工质量。因此，亟需提供一种新的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，以解决现有技术中所存在的上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，以解决上述现有技术存在的问题，结构紧凑、轻便、性能优良、方便实用，可以实现微细超声加工、微细超声振动辅助电火花加工、微细超声振动辅助电解加工。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，包括动力源模块、动力传动模块和引电模块，所述动力源模块包括动力源和连接件，所述动力源通过所述连接件与所述动力传动模块连接；所述动力传动模块包括绝缘套筒和微细超声振动系统，所述微细超声振动系统安装于所述绝缘套筒内，所述绝缘套筒与所述连接件连接；所述引电模块安装于所述绝缘套筒的外侧。优选的，所述动力源采用BM320F电主轴。优选的，所述连接件为T型转接金属件，所述T型转接金属件的小端安装在所述BM320F电主轴上，所述T型转接金属件的大端中部设置有光孔且有一水平贯穿的螺栓孔，用于与所述绝缘套筒的上端连接。优选的，所述绝缘套筒为PLA塑料3D打印一体成型，所述绝缘套筒与所述T型转接金属件同轴设置。优选的，所述绝缘套筒为阶梯型，所述绝缘套筒的上部设置有光轴，用于与所述T型转接金属件大端的光孔配合，所述光轴上设置有螺栓孔，用于与所述T型转接金属件大端的螺栓孔配合；所述绝缘套筒的中间阶梯轴处设置有一通孔用于进线；所述绝缘套筒的下部设置有锥形的阶梯孔，用于安装所述微细超声振动系统。优选的，所述微细超声振动系统包括从上至下依次连接的后匹配块、压电陶瓷片、前匹配块、变幅杆、工具夹头和工具。优选的，所述后匹配块、所述压电陶瓷片、所述前匹配块以及所述变幅杆通过双头螺栓连接在一起；所述变幅杆上设置有节面，所述节面固定在所述绝缘套筒下部的阶梯孔中；所述变幅杆的下端通过锥度配合螺栓紧固安装所述工具夹头，所述工具安装在所述工具夹头中。优选的，所述引电模块包括滑环和滑环支撑件，所述滑环的内圈套在所述绝缘套筒的光轴中，并通过4个滑环内圈紧固螺栓紧固；所述滑环安装在所述滑环支撑件上，所述滑环外圈的滑环止转片通过止转片紧固螺栓固定在所述滑环支撑件上。优选的，所述滑环支撑件为PLA塑料3D打印一体成型，所述滑环支撑件的顶部设置有两个翼板，两个所述翼板通过螺栓与螺母撑开固定在所述BM320F电主轴上。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：1、以NSK电主轴做为动力源，该电主轴的转速调节范围广，可以实现微细超声加工、微细超声振动辅助加工中主轴较高速旋转。2、通过3D打印的绝缘套筒和滑环支撑件将电主轴与引电的工具、微细超声振动系统隔离开，结构紧凑且能够实现良好的电绝缘。3、绝缘套筒通过3D打印一体成型，上端的光轴部分通过过渡配合与T型转接金属件连接，下端通过锥度与微细超声振动系统配合，能够保证高的回转精度与加工稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术中T型转接金属件的剖面图；图2为本专利技术中T型转接金属件的结构示意图；图3为本专利技术中绝缘套筒的剖面图；图4为本专利技术中绝缘套筒的结构示意图；图5为本专利技术中微细超声振动系统的结构示意图；图6为本专利技术中轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴的结构示意图；图中，1、BM320F电主轴；2、滑环支撑件；3、螺母；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：包括动力源模块、动力传动模块和引电模块，所述动力源模块包括动力源和连接件，所述动力源通过所述连接件与所述动力传动模块连接；所述动力传动模块包括绝缘套筒和微细超声振动系统，所述微细超声振动系统安装于所述绝缘套筒内，所述绝缘套筒与所述连接件连接；所述引电模块安装于所述绝缘套筒的外侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：包括动力源模块、动力传动模块和引电模块，所述动力源模块包括动力源和连接件，所述动力源通过所述连接件与所述动力传动模块连接；所述动力传动模块包括绝缘套筒和微细超声振动系统，所述微细超声振动系统安装于所述绝缘套筒内，所述绝缘套筒与所述连接件连接；所述引电模块安装于所述绝缘套筒的外侧。


2.根据权利要求1所述的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：所述动力源采用BM320F电主轴。


3.根据权利要求2所述的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：所述连接件为T型转接金属件，所述T型转接金属件的小端安装在所述BM320F电主轴上，所述T型转接金属件的大端中部设置有光孔且有一水平贯穿的螺栓孔，用于与所述绝缘套筒的上端连接。


4.根据权利要求3所述的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：所述绝缘套筒为PLA塑料3D打印一体成型，所述绝缘套筒与所述T型转接金属件同轴设置。


5.根据权利要求4所述的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，其特征在于：所述绝缘套筒为阶梯型，所述绝缘套筒的上部设置有光轴，用于与所述T型转接金属件大端的光孔配合；所述光轴上设置有螺栓孔，用于与所述T型转接金属件大端的螺栓孔配...

【专利技术属性】
技术研发人员：连海山，邓翠园，莫德云，莫元东，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44