适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，它包括无线电能传输机构、换能变幅机构和刀柄，所述换能变幅机构设置在所述刀柄的内腔中，所述刀柄套装在一个固定套架中，并且所述固定套架的一端通过密封套与所述刀柄转动式密封连接，所述密封套上设置有进气孔，与所述进气孔相对应的所述刀柄上沿圆周间隔设置有刀柄气孔，所述进气孔与气冷却机构连接，所述密封套之外的所述刀柄的下端沿圆周间隔设置有出气孔。本实用新型专利技术将冷空气送入刀柄内部以降低内部温度，通过涂敷隔热涂层阻碍变幅杆的热量向换能器传递，确保高温环境下的工作稳定性。温环境下的工作稳定性。温环境下的工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置
[0001]
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[0002]本技术涉及一种3D打印在线系统，特别是涉及一种适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置。
[0003]
技术介绍
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[0004]包括3D打印在内的快速成型技术因其加工周期短、成本低等一系列的优点而广泛被用于现代化产品的生产制造过程中，但是其较低的成型精度成为限制其发展的关键问题。为提高成型件的精度，需要在材料熔覆后对其表面进行再加工，以改善工件的表面完整性。但成型后的工件表面又硬又脆，加工性能较差，采用超声加工不仅可以保证工件表面的加工精度，而且切削力小，刀具的使用寿命长。因再加工过程中，成型材料处于300～1000℃的高温状态，所以热量会通过刀具传递到超声换能器中，导致换能器失效。
[0005]
技术实现思路
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[0006]本技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、冷却效果好且稳定性高的适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置。
[0007]本技术的技术方案是：
[0008]一种适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，包括无线电能传输机构、换能变幅机构和刀柄，所述换能变幅机构设置在所述刀柄的内腔中，所述刀柄套装在一个固定套架中，并且所述固定套架的一端通过密封套与所述刀柄转动式密封连接，所述密封套上设置有进气孔，与所述进气孔相对应的所述刀柄上沿圆周间隔设置有刀柄气孔，所述进气孔与气冷却机构连接，所述密封套之外的所述刀柄的下端沿圆周间隔设置有出气孔。
[0009]所述进气孔为一个，并且相对应所述进气孔的所述密封套内壁上设置有环形沟槽，所述环形沟槽能够覆盖所述刀柄气孔，所述出气孔开口朝向主轴一侧，不会降低3D打印区域的温度。
[0010]所述换能变幅机构包括：先由螺栓将后盖板、交错分布的压电陶瓷片、电极片与前盖板串联起来；所述前盖板再通过双头螺柱与变幅杆连接；所述压电陶瓷片和所述前盖板之间、所述前盖板和所述变幅杆之间以及法兰和变幅杆的外圈均分别涂有一层隔热涂层。
[0011]所述隔热涂层采用高温反射隔热纳米复合陶瓷涂料，涂层厚度在0.2～0.4mm之间，确保不会对超声振动的传播产生影响。
[0012]所述无线电能传输机构包括超声波发生器、导线、无线传输上盘和无线传输下盘；所述无线传输上盘固定于机床固定套架上；所述无线传输下盘固定于所述刀柄的外表面；所述导线贯穿所述刀柄的体壁，外端与所述无线传输下盘连接，内端与换能变幅机构的电极片连接。
[0013]所述气冷却机构包括温度控制阀、气泵、底座、缸体、进气口和出气口；所述气泵通过所述进气口将空气抽入所述缸体中进行压缩冷却，冷空气从所述出气口喷出，顺着气管进入所述密封套上的进气孔，通过所述刀柄气孔进入所述刀柄内部，将所述换能变幅机构上的热量吸收后，经所述刀柄上的所述出气孔喷出。
[0014]所述密封套与刀柄之间设置有两道密封环，所述进气孔和刀柄气孔均位于两道所
述密封环之间，所述刀柄上均布有六个所述刀柄气孔和两个所述出气孔。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]1、本技术采用气冷的方式达到换能器的降温效果，气冷装置结构简单，因冷却介质为压缩空气，不仅冷却效果好，而且不会造成环境污染，保障了高温下超声铣削加工系统的工作稳定性，进一步拓宽了超声加工的应用领域和应用范围。
[0017]2、本技术采用隔热涂料阻碍变幅杆的热量向换能器传递，操作简单，不仅可以有效的将换能器的温度降低到30～60℃，而且不会对超声振动的传递产生影响。
[0018]3、本技术改变传统的切削液冷却系统，采用压缩空气冷却，在快速成型的过程中，不会对成型材料的熔覆造成影响，且空气循环可靠、环保，保障了换能器工作的稳定性。
[0019]4、本技术设计的高温超声铣削系统可以用于各种高温工况下，硬、脆性材料的加工，适用范围广，提高工件的加工精度，易于推广实施，具有良好的经济效益。
[0020]附图说明：
[0021]图1为适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置的结构图。
[0022]具体实施方式：
[0023]实施例：参见图1，图中，1
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温度控制阀，2
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后盖板，3
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压电陶瓷片，4
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电极片，5
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气管接头，6
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气管，7
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气管接头，8
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进气孔，9
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前盖板，10
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密封套， 11
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密封环，12
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固定螺栓，13
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法兰盘，14
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螺母，15
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垫片，16
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刀具，17
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第一隔热涂层，18
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变幅杆，19
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双头螺柱，20
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出气孔，21
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第二隔热涂层，22
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第三隔热涂层， 23
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刀柄气孔，24
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环型沟槽，25
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螺栓，26
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无线传输下盘，27
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无线传输上盘，28
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固定套架， 29
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螺栓，30
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刀柄，31
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拉杆，32
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机床主轴，33
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底座，34
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气泵，35
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进气口，36
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缸体。
[0024]适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，包括无线电能传输机构、换能变幅机构、刀柄和气冷却机构。
[0025]无线电能传输机构包括超声波发生器、无线传输上盘27和无线传输下盘26，固定套架28通过螺栓固定于机床主轴32外壳上，无线传输上盘27和固定套架28为一体式结构，无线传输下盘26固定于刀柄30上。无线传输上盘27和超声波发生器相连接，无线传输下盘26和电极片4相连接。
[0026]换能变幅机构由螺栓29将后盖板2、交错分布的压电陶瓷片3与电极片4和前盖板9串联起来，前盖板9再通过双头螺柱19与变幅杆18连接，压电陶瓷片3和前盖板9之间、前盖板9和变幅杆18之间分别涂有第三隔热涂层22和第二隔热涂层21；变幅杆18上设有法兰盘13通过固定螺栓12固定在刀柄30上，变幅杆18和法兰盘13外圈（即：外露表面）涂有第一隔热涂层17，3处隔热涂层厚度均为0.3mm（当然也可以是0.2mm、0.25mm、0.35mm或0.4mm，根据需要确定），防止变幅杆18的热量向压电陶瓷片3扩散，确保换能器变幅机构输出稳定的振动；刀具16通过螺母14和垫片15固定在变幅杆18的末端。
[0027]刀柄30上均布6个（当然也可以是四个、五个或八个，根据情况设置）刀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，包括无线电能传输机构、换能变幅机构和刀柄，所述换能变幅机构设置在所述刀柄的内腔中，其特征是：所述刀柄套装在一个固定套架中，并且所述固定套架的一端通过密封套与所述刀柄转动式密封连接，所述密封套上设置有进气孔，与所述进气孔相对应的所述刀柄上沿圆周间隔设置有刀柄气孔，所述进气孔与气冷却机构连接，所述密封套之外的所述刀柄的下端沿圆周间隔设置有出气孔。2.根据权利要求1所述的适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，其特征是：所述进气孔为一个，并且相对应所述进气孔的所述密封套内壁上设置有环形沟槽，所述环形沟槽能够覆盖所述刀柄气孔，所述出气孔开口朝向主轴一侧，不会降低3D打印区域的温度。3.根据权利要求1所述的适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，其特征是：所述换能变幅机构包括：先由螺栓将后盖板、交错分布的压电陶瓷片、电极片与前盖板串联起来；所述前盖板再通过双头螺柱与变幅杆连接；所述压电陶瓷片和所述前盖板之间、所述前盖板和所述变幅杆之间以及法兰和变幅杆的外圈均分别涂有一层隔热涂层。4.根据权利要求3所述的适用于主轴无冷却孔的3D打印高温超声铣削装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，王毅，彭培城，王振洲，牛赢，向道辉，高国富，焦锋，崔峰，赵重阳，王晓博，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：