可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄的制作方法
【專利說明】可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄
[0001]本申請是原申請2014107210373的分案申請，原申請的申請日是2014年12月2日，申請?zhí)柺?014107210373，發(fā)明創(chuàng)造名稱是可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄。
【背景技術(shù)】
[0003]工程陶瓷、光學(xué)玻璃、人工晶體等硬脆性材料因具有硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易氧化、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而，這些硬脆性材料具有極高的硬度和脆性，其加工十分困難。超聲波加工是近幾十年逐步發(fā)展和應(yīng)用的一種新型加工方法，大量的理論與實(shí)驗(yàn)研究表明，在硬脆性難加工材料的精密加工中超聲波加工具有普通加工方法無法比擬的工藝效果。為了更好的發(fā)揮超聲波加工的優(yōu)勢，通常將超聲波加工與其它傳統(tǒng)加工結(jié)合應(yīng)用，如超聲振動(dòng)輔助磨削、超聲振動(dòng)輔助切削、超聲振動(dòng)輔助銑削和超聲振動(dòng)輔助鉆削等，在這些傳統(tǒng)的加工中加入超聲振動(dòng)輔助能大大提高加工精度和加工效率。
[0004]旋轉(zhuǎn)超聲加工是一種將超聲加工和傳統(tǒng)機(jī)械加工相結(jié)合的復(fù)合加工方法。加工時(shí)工具一邊作超聲頻小振幅的縱向振動(dòng)，同時(shí)又繞其軸線作高速旋轉(zhuǎn)。這樣即克服了超聲加工效率較低的特點(diǎn)，又提高了傳統(tǒng)機(jī)械加工的精度和效率。為了擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)超聲加工的應(yīng)用，現(xiàn)已將超聲振動(dòng)系統(tǒng)與刀柄相結(jié)合設(shè)計(jì)出超聲刀柄。該刀柄可直接與機(jī)床主軸相連接實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，超聲振動(dòng)則由超聲發(fā)生器通過變幅桿帶動(dòng)加工工具做縱向超聲振動(dòng)。整個(gè)超聲振動(dòng)系統(tǒng)則通過變幅桿上零振幅位置點(diǎn)與刀柄外殼固定，在刀柄外殼帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。目前所設(shè)計(jì)的超聲刀柄中超聲振動(dòng)系統(tǒng)連同加工工具僅僅通過變幅桿上零位移節(jié)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行固定，且固定處軸向?qū)挾容^小，因此，造成該刀柄的徑向剛度小、加工工具與機(jī)床主軸的同軸度低，且當(dāng)?shù)侗龈咚傩D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)后端和工具端都會(huì)由于偏心而產(chǎn)生一定的晃動(dòng)，嚴(yán)重影響加工精度。為了提高旋轉(zhuǎn)軸的徑向剛度和穩(wěn)定性，通常需在軸的兩個(gè)位置進(jìn)行固定和限制，然而，超聲振動(dòng)由于沿軸向會(huì)存在超聲波的振動(dòng)，當(dāng)對(duì)超聲振動(dòng)軸進(jìn)行徑向夾持時(shí)，會(huì)阻礙其軸向的振動(dòng)，使得超聲波能量損失，同時(shí)引起振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)熱。因此，目前都只是在變幅桿上振幅為零的位置點(diǎn)對(duì)超聲系統(tǒng)進(jìn)行固定。穩(wěn)定性差，徑向剛度低，使得加工精度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄，其克服了【背景技術(shù)】所存在的不足。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄，它包括機(jī)床、轉(zhuǎn)動(dòng)裝接在機(jī)床的刀柄殼體(10)和裝接在刀柄殼體(10)內(nèi)的超聲波系統(tǒng)，超聲波系統(tǒng)包括變幅桿(21)，變幅桿(21)之前端與刀柄殼體(10)相固定連接，其特征在于:它還包括活動(dòng)裝接在刀柄殼體(10)的若干塊狀磁鐵(31)和固定裝接在變幅桿(21)之后端的環(huán)形磁鐵(32)，若干塊狀磁鐵(31)環(huán)形間隔布置在環(huán)形磁鐵(32)之外周，且塊狀磁鐵(31)之內(nèi)面之極性與環(huán)形磁鐵(32)之外周面之極性相同，通過塊狀磁鐵(31)與環(huán)形磁鐵(32)同性相斥的作用以使變幅桿(21)之后端與刀柄殼體(10)之間在徑向上能無接觸的相對(duì)固定，同時(shí)調(diào)整塊狀磁鐵(31)以改變塊狀磁鐵(31)與環(huán)形磁鐵(32)之間的間距進(jìn)而調(diào)整塊狀磁鐵
(31)與環(huán)形磁鐵(32)之間的磁力大小。
[0006]一較佳實(shí)施例之中:所述刀柄殼體(10)設(shè)有若干貫穿刀柄殼體(10)內(nèi)外且環(huán)形間隔布置的第一螺孔(U)，第一螺孔(11)之內(nèi)端與環(huán)形磁鐵(32)相對(duì)應(yīng)，另設(shè)有若干調(diào)節(jié)螺栓(12)，一個(gè)塊狀磁鐵(31)固定粘接在一個(gè)調(diào)節(jié)螺栓(12)上，調(diào)節(jié)螺栓(12)與第一螺孔
(11)相螺接配合。
[0007]一較佳實(shí)施例之中:所述塊狀磁鐵(31)粘接在調(diào)節(jié)螺栓(12)上。
[0008]一較佳實(shí)施例之中:所述超聲波系統(tǒng)還包括壓電陶瓷(41)，變幅桿(21)之后端外周設(shè)有第一臺(tái)階面(22)和第二臺(tái)階面(23)，壓電陶瓷(41)下端面與第一臺(tái)階面(22)相靠接，環(huán)形磁鐵(32)套接在變幅桿(21)外且其底端面與壓電陶瓷(41)上端面相靠接，另設(shè)有固定套(24)和鎖固件(25)，固定套(24)套接在變幅桿(21)外且其底端面與第二臺(tái)階面(23)和環(huán)形磁鐵(32)之頂端面相靠接，鎖固件(25)將固定套(24)、環(huán)形磁鐵(32)和變幅桿(21)鎖接在一起。
[0009]—較佳實(shí)施例之中:所述鎖固件(25)為螺栓，變幅桿(21)之后端開設(shè)有縱向延伸的第二螺孔(26)，螺栓之螺帽頂?shù)衷诠潭ㄌ?24)之頂端面，螺栓之螺桿伸入第二螺孔(26)內(nèi)且與第二螺孔(26)相螺接配合。
[0010]—較佳實(shí)施例之中:所述刀柄殼體(10)之前端內(nèi)壁設(shè)有第三臺(tái)階面(13)，所述變幅桿(21)之前端外周設(shè)有凸環(huán)(27)，凸環(huán)(27)之頂端面與第三臺(tái)階面(13)相靠接，另設(shè)有固定蓋(28)，該固定蓋(28)抵靠在凸環(huán)(27)之底端面且與刀柄殼體(10)之內(nèi)壁相緊配合。
[0011]—較佳實(shí)施例之中:所述超聲波系統(tǒng)還包括壓電陶瓷(41)、第一感應(yīng)線圈、第二感應(yīng)線圈(42)和導(dǎo)線(44)，壓電陶瓷(41)裝接在變幅桿(21)上，第一感應(yīng)線圈裝接在機(jī)床上，第二感應(yīng)線圈(42)裝接在刀柄殼體(10)上且與第一感應(yīng)線圈相對(duì)應(yīng)，導(dǎo)線(44)連接壓電陶瓷(41)和第二感應(yīng)線圈(42)，第一感應(yīng)線圈將超聲波能量傳遞至第二感應(yīng)線圈(42)，第二感應(yīng)線圈(42)通過導(dǎo)線(44)將超聲波能量傳遞至壓電陶瓷(41)以使壓電陶瓷(41)產(chǎn)生超聲振動(dòng)進(jìn)而使變幅桿(21)產(chǎn)生超聲振動(dòng)。
[0012]—較佳實(shí)施例之中:所述第二感應(yīng)線圈(42)套接在刀柄殼體(10)之后端部，刀柄殼體(10)后端開設(shè)貫穿刀柄殼體(10)內(nèi)外的導(dǎo)線孔(14)，導(dǎo)線(44)穿過導(dǎo)線孔(14)。
[0013]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1.通過環(huán)形磁鐵與塊狀磁鐵同性相斥的作用以使變幅桿之后端與刀柄殼體之間在徑向上能無接觸的相對(duì)固定，提尚了超聲波系統(tǒng)的穩(wěn)定性和徑向剛度，進(jìn)而提尚加工精度;且，刀柄外殼與變幅桿之后端無接觸，不會(huì)影響其軸向超聲振動(dòng)波的傳遞，也不會(huì)引起超聲能量的損失和系統(tǒng)發(fā)熱。同時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)整塊狀磁鐵與環(huán)形磁鐵之間的磁力大小，使用更加方便。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1繪示了一較佳實(shí)施例的可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄的整體示意圖。
[0017]圖2繪示了圖1的A-A剖視示意圖。
[0018]圖3繪不了一較佳實(shí)施例的刀柄殼體的剖視圖。
[0019]圖4繪示了一較佳實(shí)施例的變幅桿的剖視圖
【具體實(shí)施方式】
[0020]請查閱圖1至圖4，可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄的一較佳實(shí)施例，所述的可調(diào)式磁塊磁力支承旋轉(zhuǎn)超聲刀柄，它包括機(jī)床、刀柄殼體10、超聲波系統(tǒng)、若干塊狀磁鐵31和環(huán)形磁鐵32。
[0021 ]所述刀柄殼體10轉(zhuǎn)動(dòng)裝接在機(jī)床。
[0022]本實(shí)施例中，所述刀柄殼體10設(shè)有若干貫穿刀柄殼體10內(nèi)外且環(huán)形間隔布置的第一螺孔11，第一螺孔11之內(nèi)端與環(huán)形磁鐵32相對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例中，第一螺孔11個(gè)數(shù)設(shè)為三個(gè)，在實(shí)際應(yīng)用中也可以根據(jù)實(shí)際的加工需要改變螺孔數(shù)量，并配以相應(yīng)數(shù)量的塊狀磁鐵31
[0023]本實(shí)施例中，所述刀柄殼體10之前端內(nèi)壁設(shè)有第三臺(tái)階面13，刀柄殼體10后端開設(shè)貫穿刀柄殼體10內(nèi)外的導(dǎo)線孔14。
[0024]所述超聲波系統(tǒng)裝接在刀柄殼體10內(nèi)，超聲波系統(tǒng)包括變幅桿21，變幅桿21之前端與刀柄殼體10相固定連接。
[0025]本實(shí)施例中，所述變幅桿21之后端外周設(shè)有第一臺(tái)階面2