一種基于機(jī)床附件化的局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波加工裝置，其特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能量損耗小，刀具更換方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波加工常用于對(duì)硬脆材料的加工，可有效改善工件的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度和提高加工精度。然而，目前的超聲波加工裝置有諸多缺陷，如超聲波加工頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致能量在傳輸過(guò)程中損耗較大，效率低；已有的非接觸能量傳輸有兩種:(1)端面?zhèn)鬟f，其缺陷是對(duì)磁芯布置的精度要求較高，如果兩端面不能保持平行，能量傳遞的效率會(huì)大大降低。(2)柱面?zhèn)鬟f，傳遞效率穩(wěn)定，但是由于使用兩個(gè)磁環(huán)同心布置，且主邊磁芯需固定不動(dòng)，導(dǎo)致尺寸過(guò)大，雖能實(shí)現(xiàn)超聲波加工頭的機(jī)床附件化，但是換刀比較麻煩，不易實(shí)現(xiàn)的機(jī)床的自動(dòng)換刀。因此影響了旋轉(zhuǎn)超聲加工在自動(dòng)化加工中心的使用和推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)以上缺陷，本實(shí)用新型提供了一種基于機(jī)床附件化的局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波頭，可以克服現(xiàn)有超聲波加工裝置的諸多不足，所能解決的技術(shù)問(wèn)題包括(I)如何簡(jiǎn)化超聲波加工裝置的結(jié)構(gòu)，減少在能量傳輸過(guò)程中的損耗；(2)如何實(shí)現(xiàn)超聲波加工裝置的自動(dòng)換刀，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的一種基于機(jī)床附件化的局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波加工頭予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是:該旋轉(zhuǎn)超聲波頭，包括與超聲振動(dòng)工作裝置相連的刀柄及非接觸式集流環(huán)，所述刀柄的一端通過(guò)連接法蘭與所述超聲振動(dòng)工作裝置連接，所述刀柄的另一端裝在機(jī)床主軸上，所述非接觸式集流環(huán)套在所述刀柄上，所述超聲振動(dòng)工作裝置、刀柄和非接觸式集流環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸線在一條直線上；所述非接觸式集流環(huán)包括主邊磁芯和副邊磁芯，所述主邊磁芯由一弧形或矩形的導(dǎo)磁材料構(gòu)成，所述副邊磁芯由環(huán)形導(dǎo)磁材料構(gòu)成，所述主邊磁芯與所述副邊磁芯為同軸設(shè)置；所述主邊磁芯與所述副邊磁芯相對(duì)的表面上設(shè)有水平方向的線圈槽，所述主邊磁芯上纏繞有主邊線圈，所述副邊磁芯的外回轉(zhuǎn)表面上設(shè)有水平方向的環(huán)形線圈槽，所述副邊磁芯的外回轉(zhuǎn)表面纏繞有副邊線圈；所述主邊磁芯通過(guò)一連接裝置與機(jī)床床身相連，所述副邊磁芯套裝并固定在刀柄上。
[0005]本實(shí)用新型基于機(jī)床附件化的局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波頭，其中，所述主邊磁芯為一弧形導(dǎo)磁材料時(shí)，該弧形導(dǎo)磁材料的弧度小于或等于π。
[0006]所述連接裝置包括與機(jī)床床身固定的底座，所述底座上鉸接有一連接桿，所述連接桿上設(shè)有用于安裝主邊磁芯的保持架，所述底座上設(shè)有兩個(gè)連接桿的限位塊，用以實(shí)現(xiàn)所述主邊磁芯在工作位置和換刀位置之間進(jìn)行切換，切換后并加以固定。
[0007]所述刀柄內(nèi)腔的壁上設(shè)有的徑向通孔。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]本實(shí)用新型零部件數(shù)量相對(duì)減少了，從而不但降低了能量在傳輸過(guò)程中的損耗，而且降低了制造的成本；本實(shí)用新型中涉及到的刀柄和夾頭等均使用標(biāo)準(zhǔn)件，降低了制造的成本。
[0010]由于本實(shí)用新型中的非接觸式集流環(huán)采用弧形或矩形而非環(huán)形的主邊磁芯，從而形成了局部感應(yīng)的非接觸式能量傳播，可以滿足大功率加工的需要，同時(shí)，降低了加工過(guò)程中主副邊磁芯干涉的可能，有利于提高主軸的轉(zhuǎn)速；
[0011]本實(shí)用新型中，非接觸式集流環(huán)與所特有的連接裝置配套使用，方便了刀具的更換，并為日后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化換刀奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型基于機(jī)床附件化局部感應(yīng)旋轉(zhuǎn)超聲波頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1中連接桿旋轉(zhuǎn)到換刀位置示意圖；
[0014]圖3是圖1中所示主邊磁芯為弧形的局部感應(yīng)集流環(huán)結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0015]圖4是圖3所示局部感應(yīng)集流環(huán)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0016]圖5是圖1中所示主邊磁芯為矩形的局部感應(yīng)集流環(huán)結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0017]圖6是圖5所示局部感應(yīng)集流環(huán)結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0018]圖中:
[0019]1-工具2-變幅桿 3-刀柄4-副邊磁芯
[0020]5-主邊線圈 6-主邊磁芯 7-副邊線圈 8-保持架
[0021]9-連接桿 10-底座 11-換能器 12-鎖緊螺母
[0022]13-螺母 14-夾頭 15、17-限位塊16-鉸鏈軸
[0023]A-徑向通孔 B-刀柄內(nèi)腔
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅僅對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行解釋說(shuō)明，并不用以限制本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于機(jī)床附件化的局部感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)超聲波頭，包括與超聲振動(dòng)工作裝置相連的刀柄3及非接觸式集流環(huán)，所述刀柄3的一端通過(guò)連接法蘭與所述超聲振動(dòng)工作裝置連接，此處刀柄3與法蘭接觸面的精度要求高，否則不能實(shí)現(xiàn)工具1、變幅桿2和刀柄3的同軸布置，影響加工質(zhì)量；所述刀柄3的另一端裝在機(jī)床主軸上，所述非接觸式集流環(huán)套在所述刀柄3上，所述超聲振動(dòng)工作裝置、刀柄3和非接觸式集流環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸線在一條直線上。
[0026]如圖1、圖4和圖6所示所述非接觸式集流環(huán)由主邊和副邊構(gòu)成，主邊包括主邊磁芯6和纏繞在主邊磁芯6上的主邊線圈5，副邊包括副邊磁芯4以及纏繞在副邊磁芯4上的副邊線圈7。所述副邊磁芯4由環(huán)形導(dǎo)磁材料構(gòu)成，如錳鋅鐵氧體等，但并不局限于此也可采用其他導(dǎo)磁材料，所述副邊磁芯4的外回轉(zhuǎn)表面上設(shè)有水平方向的環(huán)形線圈槽，所述副邊線圈7纏繞在副邊磁芯4的外回轉(zhuǎn)表面的環(huán)形線圈槽中，所述副邊磁芯4套在一個(gè)截面為L(zhǎng)的保持架上，并用以套筒頂住，然后再用螺母鎖緊，副邊線圈7與刀柄3內(nèi)的換能器11相連。所述主邊磁芯6由一弧形或矩形的導(dǎo)磁材料構(gòu)成，所述主邊磁芯6為一弧形導(dǎo)磁材料時(shí)，弧形導(dǎo)磁材料的主邊磁芯6與副邊磁芯4為對(duì)正、且同軸設(shè)置，該弧形導(dǎo)磁材料得半徑稍大于副邊磁芯4，該弧形導(dǎo)磁材料的弧度小于或等于，所述主邊磁芯6與所述副邊磁芯4相對(duì)的表面上設(shè)有水平方向的線圈槽，所述主邊磁芯6通過(guò)一連接裝置與機(jī)床床身相連，無(wú)論是弧形還是矩形的主邊磁芯6均設(shè)有線圈槽，并纏有主邊線圈5，如圖1所