本发明专利技术涉及一种超声加工装置。该超声加工装置包括主轴、换能器及变幅杆；换能器位于主轴的安装腔中，换能器的前盖板上具有第一节面，第一节面与主轴相连接；变幅杆与前盖板连接，变幅杆上具有第二节面，第二节面与主轴相连接。可实现两个节面的固定，既可有效保证超声加工装置的振动不被抑制，也可避免现有采用半波长设计的超声加工装置由于受到主轴直径的严格限制导致换能器与变幅杆作为整体的尺寸过小进而导致刀具实际安装状态的不确定对谐振频率产生较大影响，也可以避免现有采用全波长设计的超声加工装置由于只通过一个节面固定而导致换能器与变幅杆作为整体的悬臂长度较大从而使得换能器及变幅杆整体的弯曲刚度难以保证而引起动不平衡。度难以保证而引起动不平衡。度难以保证而引起动不平衡。
【技术实现步骤摘要】
超声加工装置及超声加工系统
[0001]本专利技术涉及超声加工
，特别是涉及一种超声加工装置及超声加工系统。
技术介绍
[0002]超声加工技术是一种利用超声加工装置将机械切削加工和超声振动相结合的特种加工技术，通过切削工具和工件之间的高频振动，能够改变传统切削过程的切削机理和特性，从而降低切削力，提高加工质量，改善生产效益。其中，超声加工装置通过主轴与机床可转动连接。目前，超声加工装置除了通过刀柄安装在主轴上之外，还可以直接集成在主轴上，以使整个超声加工系统的结构紧凑、质量轻。然而，现有的超声加工装置与主轴集成的安装牢固强度不够，导致超声加工装置的弯曲刚度无法得到保证，也易引起动不平衡，也对系统谐振频率的影响较大。
技术实现思路
[0003]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种超声加工装置及超声加工系统。
[0004]一种超声加工装置，包括：主轴、换能器及变幅杆；
[0005]所述主轴上具有安装腔，所述安装腔的前端具有开口；
[0006]所述换能器位于所述安装腔中，所述换能器的前盖板上具有第一节面，所述第一节面与所述主轴相连接；
[0007]所述变幅杆与所述前盖板连接，所述变幅杆上具有第二节面，所述第二节面与所述主轴相连接。
[0008]在其中的一个实施例中，所述安装腔上设置有台阶面，所述前盖板的第一节面处设置有前盖板法兰，所述前盖板法兰的后端面与所述台阶面相抵，且所述前盖板法兰的外圆与所述安装腔小间隙配合。
[0009]在其中的一个实施例中，所述变幅杆的第二节面处设置有变幅杆法兰，所述变幅杆法兰的外圆与所述安装腔小间隙配合；
[0010]所述超声加工装置还包括：与所述主轴连接的压盖，所述压盖用于将所述变幅杆法兰压紧于所述安装腔中。
[0011]在其中的一个实施例中，所述变幅杆法兰、所述前盖板法兰的前端面或/和后端面上具有环形槽。
[0012]在其中的一个实施例中，所述压盖以螺纹连接的方式安装于所述安装腔中，所述压盖的拧紧力矩满足如下关系式：
[0013][0014]其中，上式中的T为所述压盖的拧紧力矩，d是所述压盖的螺纹中径，F
max
为与所述变幅杆的前端相连的刀具在工作工况下受到的最大轴向力，为所述压盖的螺纹升角，ρ
v
为所述压盖的螺纹当量摩擦角，μ
c
为所述压盖和所述变幅杆法兰间的摩擦系数，D1和D2分别
是所述压盖与所述变幅杆法兰接触的圆环面的外径和内径。
[0015]在其中的一个实施例中，所述压盖的后端面上设置有与所述变幅杆法兰抵接的第一环形凸起，所述第一环形凸起与所述变幅杆法兰抵接。
[0016]在其中的一个实施例中，所述压盖的前端面上设置有操作盲孔。
[0017]在其中的一个实施例中，所述前盖板的前端中心处具有定位槽，所述变幅杆的后端面中心处设置有定位凸起；
[0018]所述定位凸起的外圆与所述定位槽小间隙配合。
[0019]在其中的一个实施例中，所述变幅杆的后端面为波幅面，所述变幅杆的后端面与所述前盖板的前端面相抵，所述定位凸起与所述定位槽的槽底间具有间距。
[0020]一种超声加工系统，所述超声加工系统包括：刀具和上述任一项所述的超声加工装置；
[0021]所述刀具与所述超声加工装置的变幅杆的前端相连接。
[0022]上述超声加工装置及超声加工系统，采用全波长设计(即具有两个节面，分别为换能器的前盖板上的第一节面、变幅杆上的第二节面)，将第一节面及第二节面分别与主轴相连接，如此可以实现两个节面的固定，既可有效保证超声加工装置的振动不被抑制，也可避免现有采用半波长设计的超声加工装置由于受到主轴直径的严格限制导致换能器与变幅杆作为整体的尺寸过小进而导致刀具实际安装状态的不确定对谐振频率产生较大影响，也可以避免现有采用全波长设计的超声加工装置由于只通过一个节面固定而导致换能器与变幅杆作为整体的悬臂长度较大从而使得换能器及变幅杆整体的弯曲刚度难以保证而引起动不平衡。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一实施例提供的超声加工装置的内部结构示意图；
[0024]图2为本专利技术一实施例提供的超声加工装置的剖面示意图；
[0025]图3为图2在A处的局部放大示意图；
[0026]图4为图2在B处的局部放大示意图。
[0027]其中，附图中的标号说明如下：
[0028]100、换能器；110、前盖板；111、前盖板法兰；110a、定位槽；110b、第一安装螺纹盲孔；120、后盖板；130、电陶瓷片-电极片堆；140、连接螺栓；200、主轴；210、安装腔；210a、台阶面；210b、第二环形凸起；210c、第三台阶面；300、变幅杆；300a、第二安装螺纹盲孔；310、变幅杆法兰；320、定位凸起；400、压盖；410、第一环形凸起；400a、操作槽；500、刀具；600、螺杆；700、弹簧夹头；710、夹头螺母；720、夹头体。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0031]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0032]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0033]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声加工装置，其特征在于，包括：主轴、换能器及变幅杆；所述主轴上具有安装腔，所述安装腔的前端具有开口；所述换能器位于所述安装腔中，所述换能器的前盖板上具有第一节面，所述第一节面与所述主轴相连接；所述变幅杆与所述前盖板连接，所述变幅杆上具有第二节面，所述第二节面与所述主轴相连接。2.根据权利要求1所述的超声加工装置，其特征在于，所述安装腔上设置有台阶面，所述前盖板的第一节面处设置有前盖板法兰，所述前盖板法兰的后端面与所述台阶面相抵，且所述前盖板法兰的外圆与所述安装腔小间隙配合。3.根据权利要求2所述的超声加工装置，其特征在于，所述变幅杆的第二节面处设置有变幅杆法兰，所述变幅杆法兰的外圆与所述安装腔小间隙配合；所述超声加工装置还包括：与所述主轴连接的压盖，所述压盖用于将所述变幅杆法兰压紧于所述安装腔中。4.根据权利要求3所述的超声加工装置，其特征在于，所述变幅杆法兰、所述前盖板法兰的前端面或/和后端面上具有环形槽。5.根据权利要求3所述的超声加工装置，其特征在于，所述压盖以螺纹连接的方式安装于所述安装腔中，所述压盖的拧紧力矩满足如下关系式：其中，上式中的T为所述压盖的拧紧力矩，d是所述压盖的螺纹中径，F
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建富，冯平法，崔若愚，马恪，郁鼎文，吴志军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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