HSK超声刀柄制造技术

本实用新型专利技术公开了一种HSK超声刀柄，其包括HSK刀柄、无线电能传输装置、中空超声换能器和动平衡环，中空超声换能器设置在HSK刀柄的首端，无线电能传输装置和动平衡环对称设置在HSK刀柄上；本实用新型专利技术的结构设计巧妙，合理将HSK刀柄和中空超声换能器结合形成一体结构，区别于传统结构较为复杂的刀柄，体积更小，同时不需要增加超声电主轴结构，降低应用成本，而且可以通过夹头来适配不同的中空工具头，灵活性高，以满足不同的加工功能需求；同时无线电能传输装置以电磁感应的方式传递超声能量，并适配有动平衡环，不需接触，有效提升工作的稳定性，具有高稳定、高转速、高精度、长寿命等优点，易于广泛推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超声刀柄
，特别涉及一种HSK超声刀柄。
技术介绍
当前一些特殊材料应用越来越广泛，比如玻璃、蓝宝石、碳化硅、复合材料等。这些材料由于机械特性很硬脆，导致采用传统的加工工艺无法满足这些材料的加工精度的要求。当前行业采用了超声能量辅助的方式，结合现有机床的高速旋转，用于这类硬脆材料的可加工性、加工精度、以及提高加工刀具的寿命。在超声辅助加工中，超声能是加工工艺最为关键的参数，其起到激发材料原子能，降低切削力等作用。换能器(Transducer)是超声加工中提供超声能量的核心执行机构，其工作原理为利用压电逆效应将频率电信号转换为高频超声振动，并将超声能传输到加工材料。然而现有的换能器和HSK刀柄均为采用分体式结构设计，进而增加了超声电主轴结构的复杂性，使用范围窄，而且一般都是采用滑环方式来传递超声能量，这种接触式结构会存在：易磨损和主轴转速低等问题等一系列问题使得超声复合加工很难推广于实际生产。
技术实现思路
针对上述不足，本技术的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，不需要增加电主轴结构，适用范围广，而且重量轻，有效提升电主轴的转速，延长使用寿命,工作稳定性好的HSK超声刀柄。本技术为实现上述目的所采用的技术方案为：一种HSK超声刀柄，其包括HSK刀柄、无线电能传输装置、中空超声换能器和动平衡环，所述HSK刀柄的首端面设有用来安装所述中空超声换能器的安装腔，所述中空超声换能器安装在该安装腔上，所述无线电能传输装置设置在HSK刀柄的尾部，该HSK刀柄的首部设有与所述动平衡环相适配的调节部，所述动平衡环设置在该调节部上。作为本技术的进一步改进，所述中空超声换能器包括中空工具头、压电陶瓷组件和中空变幅杆，所述中空工具头通过夹头设置在所述中空变幅杆的首端，该中空变幅杆的尾部外侧面径向凸起形成一安装联接部，所述压电陶瓷组件通过连接部件设置在所述中空变幅杆的尾部。作为本技术的进一步改进，所述安装腔的开口处外扩形成与所述安装联接部相适配的凹位，所述安装联接部位于该凹位内，并通过固定环固定。作为本技术的进一步改进，所述安装联接部朝向所述中空工具头的一端面内侧位置设有下凹槽，另一端面外侧位置设有上凹槽。作为本技术的进一步改进，所述连接部件包括中空双头螺杆和盖体，该中空双头螺杆的中部贯穿所述压电陶瓷组件，该中空双头螺杆的一端旋入所述中空变幅杆的尾端面，并延伸至夹头位置，另一端拧入盖体，并延伸至HSK刀柄的真空腔。作为本技术的进一步改进，所述无线电能传输装置包括发射组件及与该发射组件相对间隔设置的接收组件，该接收组件包括副边保护套及设置在该副边保护套内的副边磁芯，该副边磁芯上卷绕有感应线圈，所述发射组件包括原边保护套及设置在该原边保护套内的原边磁芯，该原边磁芯上卷绕有感应线圈。作为本技术的进一步改进，所述原边保护套的中心位置设有让HSK刀柄穿过的通孔。本技术的有益效果为：本技术的结构设计巧妙，合理将HSK刀柄和中空超声换能器结合形成一体结构，区别于传统结构较为复杂的刀柄，体积更小，重量更轻，转速更高，利于自动换刀，同时不需要增加超声电主轴结构，极大地增加了超声刀柄的适用范围，也降低了应用的成本，而且可以通过中空超声换能器上的夹头来适配不同的中空工具头，灵活性高，以满足不同的加工功能需求，无需使用定制性的刀具，进一步降低成本，增大使用范围；工作时，无线电能传输装置以电磁感应的方式传递超声能量，无需接触，有效解决传统滑环方式所带来的磨损及主轴转速低等问题等一系列问题，同时适配有动平衡环，有效提升超声电主轴的工作稳定性，具有高稳定、高转速、高精度、长寿命等优点，另外整体结构紧凑，体积小，易于安装和实现，易于广泛推广使用，可以对金属、塑料、石墨、碳纤维等材料进行有效的加工。下面结合附图与实施例，对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。图2是本技术的分解结构示意图。图3是本技术的全剖结构示意图。具体实施方式实施例：见图1、图2和图3，本技术提供的一种HSK超声刀柄，其包括HSK刀柄1、无线电能传输装置2、中空超声换能器3和动平衡环4，所述HSK刀柄1的首端面设有用来安装所述中空超声换能器3的安装腔11，所述中空超声换能器3安装在该安装腔11上，所述无线电能传输装置2设置在HSK刀柄1的尾部，该HSK刀柄1的首部设有与所述动平衡环4相适配的调节部，所述动平衡环4设置在该调节部上。具体的，所述中空超声换能器3包括中空工具头31、压电陶瓷组件32和中空变幅杆33，所述中空工具头31通过夹头34设置在所述中空变幅杆33的首端，该中空变幅杆33的尾部外侧面径向凸起形成一安装联接部331，所述压电陶瓷组件32通过连接部件设置在所述中空变幅杆33的尾部。具体的，所述连接部件包括中空双头螺杆35和盖体56，该中空双头螺杆35的中部贯穿所述压电陶瓷组件32，该中空双头螺杆35的一端旋入所述中空变幅杆33的尾端面，并延伸至夹头34位置，另一端拧入盖体56，并延伸至HSK刀柄1的真空腔。结构设计合理，安装使用方便。较佳的，所述压电陶瓷组件32包括多块依次叠置，且相并联的压电陶瓷。多块压电陶瓷采用并联方式连接，在保证具有小体积的基础上，有效降低阻抗，耗能低。还可以使所述中空变幅杆33的尾部端面的中心位置凸起形成一与所述压电陶瓷组件32的外形轮廓相适配的安装凸台。不仅装配效果好，且保证超声能量的传递路径，提升超声能量传递效率，具有良好的工作性能。为方便安装固定，在所述安装腔11的开口处外扩形成与所述安装联接部331相适配的凹位，所述安装联接部331位于该凹位内，并通过固定环固定。较佳的，在所述安装联接部331朝向所述中空工具头31的一端面内侧位置设有下凹槽，另一端面外侧位置设有上凹槽。横截面轮廓呈Z字形，能较好地与HSK刀柄11相结合，且结合效果好，有效地超声能量的向外传递，从而保证超声能量的传递路径，不仅大大提升超声能量传递效率，而且又能保证超声电主轴的旋转性能，进而保证加工效果，具有良好的工作性能。本实施例中，所述无线电能传输装置2包括发射组件21及与该发射组件21相对间隔设置的接收组件22，该接收组件22设置在HSK刀柄1的尾部，而发射组件21对应该接收组件22的位置设置在机头壳体上。所述接收组件22包括副边保护套及设置在该副边保护套内的副边磁芯，该副边磁芯上卷绕有感应线圈，所述发射组件21包括原边保护套及设置在该原边保护套内的原边磁芯，该原边磁芯上卷绕有感应线圈。所述原边保护套的中心位置设有让HSK刀柄1穿过的通孔。工作时，该超声波发生器产生高频超声能量并加载到发射组件21，该发射组件21以电磁感应的方式，将超声能量传递到接收组件22，并由该接收组件22加载到中空超声换能器3上，进而达到无线传输电能的目的，无需接触，有效解决传统滑环方式所带来的磨损及主轴转速低等问题等一系列问题，进而提升超声电主轴的工作稳定性，具有高转速、寿命长等优点。HSK刀柄1是高速切削应用刀具的柄。HSK刀柄有A型、B型、C型、D型、E型、F型等多种规格，其中常用于加工中心(自动换刀)上的有A型、E型和F型。本实施例中，所述HSK刀柄1的型号为HSK-E32刀柄，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HSK超声刀柄，其特征在于：其包括HSK刀柄、无线电能传输装置、中空超声换能器和动平衡环，所述HSK刀柄的首端面设有用来安装所述中空超声换能器的安装腔，所述中空超声换能器安装在该安装腔上，所述无线电能传输装置设置在HSK刀柄的尾部，该HSK刀柄的首部设有与所述动平衡环相适配的调节部，所述动平衡环设置在该调节部上。

【技术特征摘要】
1.一种HSK超声刀柄，其特征在于：其包括HSK刀柄、无线电能传输装置、中空超声换能器和动平衡环，所述HSK刀柄的首端面设有用来安装所述中空超声换能器的安装腔，所述中空超声换能器安装在该安装腔上，所述无线电能传输装置设置在HSK刀柄的尾部，该HSK刀柄的首部设有与所述动平衡环相适配的调节部，所述动平衡环设置在该调节部上。2.根据权利要求1所述的HSK超声刀柄，其特征在于，所述中空超声换能器包括中空工具头、压电陶瓷组件和中空变幅杆，所述中空工具头通过夹头设置在所述中空变幅杆的首端，该中空变幅杆的尾部外侧面径向凸起形成一安装联接部，所述压电陶瓷组件通过连接部件设置在所述中空变幅杆的尾部。3.根据权利要求2所述的HSK超声刀柄，其特征在于，所述安装腔的开口处外扩形成与所述安装联接部相适配的凹位，所述安装联接部位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增英，李泽湘，张亮亮，刘升，米长军，
申请(专利权)人：东莞市优超精密技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44