超声波自动换刀电主轴制造技术

本发明专利技术公开了一种超声波自动换刀电主轴，就是对自动换刀电主轴进行了多种改进，加长了自动换刀电主轴的前端轴伸的长度,以便安装超声波磁共振接收器动环；同时在前端盖上安装磁共振发射器定环；通过磁共振发射器定环向磁共振接收器动环实现无触点传导。超声波电源通过穿接在自动换刀电主轴气缸组件和机壳壳体等内部的电源线，链接到固定在前端盖内的磁共振发射器定环上，磁共振发射器定环通过电主轴上的安装固定在前端轴伸上的磁共振接收器动环可实现无触点传导超声波信号。超声波换能器上链接加工刀具，刀具上就可以产生超声波信号，提供加工脆、硬性材质工件的能力。同时自动换刀电主轴可提供自动换刀柄的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电传输装置
，特别一种超声波自动换刀电主轴。
技术介绍
现有的数控加工中心采用了超声能量辅助的方式，结合机床的高速旋转，用于对硬脆材料加工。在超声辅助加工中，超声能是加工工艺最为关键的参数，其起到激发材料的原子能，降低切削力等作用。换能器是超声加工中提供超声能量的核心执行机构，其工作原理是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。换能器作为超声能量传递的载体，其工作性能直接影响加工材料的表面精度、加工效率、刀具寿命。为保证材料的加工精度与效率，需要精确控制换能器的超声能量传递与振动模式。现有技术中的大局加工阻力大，加工效率低，加工粗糙度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种超声波自动换刀电主轴，能提供加工碳/碳复合材料、铝基碳化硅、碳陶、单晶金属、合金及莫氏硬度超过4以上的硬脆材料的能力，其加工硬脆材料效率高，刀具使用寿命长。实现本专利技术目的的技术方案是：一种超声波自动换刀电主轴，包括：2.1电主轴的机壳：电主轴机壳壳体上有穿过电源线的过线孔。3.电主轴的前端加装了前端套：前端套上有对应机壳壳体上穿过电源线的过线孔。4.电主轴的前端加装了前端盖：前端盖上有对应机壳壳体和前端套上穿过电源线的过线孔，以及安装固定在前端盖内磁共振发射器定环的位置。前端盖上设计了与前密封盖(前螺母)密封机构。电主轴的前、后气缸体：在前、后气缸体上有对应机壳壳体上穿过电源线的过线孔。6.电主轴的后端后缸盖：在后缸盖上有对应机壳壳体上穿过电源线的过线孔和安装链接超声波电源的航空插座的位置。7.航空插座的超声波电源线经过电主轴气缸体、机壳壳体、前端套、前端盖的过线孔后与前端盖上的磁共振发射器定环链接。8.电主轴的转子轴：8.1为了在转子轴上安装和固定磁共振接收器动环，电主轴把转子轴的前端轴伸上加长，设计了安装磁共振接收器动环的位置和固定动圈密封盖(前螺母)的位置。8.2电主轴的转子轴上前端轴伸上的7：24锥孔：电主轴在转子轴上前端轴伸上的锥度比为7：24的中间锥孔内圆周上加装了绝缘。电主轴在转子轴上前端轴伸上的锥度比为7：24的中间锥孔上加装了与外部绝缘的导电弹性触点链接的螺纹孔。电主轴在转子轴上前端轴伸上的锥度比为7：24的中间锥孔上加装了安装定位键的位置。9.电主轴的绝缘套：与转子轴7：24锥孔中间的内部配合的ABS绝缘套。10.电主轴的弹性触点：弹性触点外部加装了带螺纹的绝缘套。11.电主轴的磁共振发射器定环和磁共振接收器动环：磁共振发射器定环和磁共振接收器动环外部都加装了铝壳外套。12.转子轴上安装磁共振接收器动环的出线，其中一根电缆线接地，另一根电缆线通过外部绝缘的弹性导电触点链接到自动换刀电主轴上的锥度比为7：24的中间锥孔内。13.ISO、BT系列超声波刀柄：ISO、BT系列刀柄安装有外部在中间带绝缘的导电环和通往内部的过线孔，导电环的位置与自动换刀电主轴上锥度比为7：24的中间锥孔内弹性触点位置对应；超声波刀柄内部安装有超声波换能器，超声波换能器上具有轴向向下伸出的且用于与连接刀具的ER弹性筒夹和螺帽。13.1超声波刀柄的外锥上绝缘套：与超声波刀柄上锥度比为7：24的外锥中间配合的ABS外部绝缘套。13.2超声波刀柄的外锥上导电环：与超声波刀柄上锥度比为7：24的外锥中间配合的ABS外部绝缘套上的导电环，导电环的位置与自动换刀电主轴上锥度比为7：24的中间锥孔内弹性触点位置对应。13.3超声波刀柄内部超声波换能器：超声波刀柄内部安装有超声波换能器，超声波换能器上具有轴向向下伸出的且用于与连接刀具的ER弹性筒夹和螺帽。14.超声波刀柄上带有ABS外部绝缘套上的导电环通过一根电缆线通过刀柄上的过线孔进入与内部超声波换能器链接。15.经过航空插座的超声波电源进入磁共振发射器定环，磁共振发射器定环与磁共振接收器动环在固定的间隙作用下，磁共振发射器定环中的超声波进入磁共振接收器动环，磁共振接收器动环的出线中其中一根电缆线接地，另一根电缆线通过外部绝缘的弹性导电触点链接到超声波刀柄的带有ABS外部绝缘套上的导电环上，超声波电源通过导电环的电缆线与内部超声波换能器链接，超声波换能器产生的超声波通过超声波换能器上具有轴向向下伸出的且用于与连接刀具的ER弹性筒夹和螺帽，刀具就可以进行超声波加工。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下积极的效果：(1)本专利技术通过磁共振发射器定环与磁共振接收器动环的固定间隙可实现超声波信号无触点的传导，可提高自动换刀电主轴的转速。(2)本专利技术通过调整蝶形弹簧可以调整拉刀力的大小来保证合适的拉刀力。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1为本专利技术磁共振传能超声波ISO、BT系列自动换刀电主轴的剖面的示意图；图2为本专利技术转子轴上的轴绝缘环；图3为本专利技术刀柄上的导电环；图4为本专利技术刀柄上的刀柄绝缘环；图5为本专利技术转子轴上的弹性触点绝缘环。附图中标号为：1、ER螺帽；2、ER弹性筒夹；3、前密封盖；4、轴绝缘环；5、弹性触点；6、弹性触点绝缘环；7、前端盖；8、前端套；9、拉爪；10、机壳；11、推杆；12、转子轴；13、蝶形弹簧；14、超声航空插座；15、超声波换能器；16、ISO、BT系列刀柄；17、刀柄绝缘环；18、导电环；19、磁共振发射器定环；20、磁共振接收器动环；21、下轴承；22、定子；23、转子；24、上轴承；25、ISO、BT系列自动换刀电主轴；26、气缸组件。具体实施方式(实施例1)见图1至图5，如图1所示的一种超声波ISO、BT系列自动换刀电主轴，包括：超声航空插座14、气缸组件26、机壳10、前端套8、前端盖7、磁共振发射器定环19、转子轴12、磁共振接收器动环20、轴绝缘环4、弹性触点5、弹性触点绝缘环6；从超声航空插座14出来的电源线依次穿过气缸组件26上的过线孔、机壳10上的过线孔、前端套8上的过线孔、前端盖7上的过线孔后与前端盖7上安装的磁共振发射器定环19相链接。2：转子轴12前端用前密封盖3固定着磁共振接收器动环20，磁共振接收器动环20的出线中，其中一根电缆线接地，另一根电缆线链接绝缘的导电弹性触点5，导电弹性触点5外部包覆弹性触点绝缘环6后放入转子轴12中间前端螺纹孔，转子轴12上的锥度比为7:24的锥孔中间安装轴绝缘环4并且低于锥度比为7:24的锥孔0.1mm，导电弹性触点5高出转子轴12的锥度比为7:24的锥孔0.5mm：3：ISO、BT系列刀柄16内部安装超声波换能器15；同时ISO、BT系列刀柄16上锥度比为7:24的外锥上安装刀柄绝缘环17，刀柄绝缘环17安装导电环18，安装刀柄绝缘环17低于锥度比为7:24的外锥0.1mm，导电环18上引出一根电缆线通过ISO、BT系列刀柄16上过线孔进入内部与超声波换能器15链接，超声波换能器15的下端通过ER螺帽1和ER弹性筒夹2装夹刀具。4：通过调节前端套8的高度来实现磁共振发射器定环19与磁共振接收器动环20的固定间隙，磁共振发射器定环19与磁共振接收器动环20的固定间隙有利实现超声波信号无触点的传导。5：超声波ISO、BT系列自动换刀电主轴通过气缸组件26运动推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波自动换刀电主轴，包括自动换刀电主轴；其特征在于，所述自动换刀电主轴的前端安装有前端套和前端盖，自动换刀电主轴的后缸盖安装有超声电源航空插座，自动换刀电主轴的转子轴的加长前端轴伸上具有通过前密封盖或前螺母安装固定的磁共振接收器动环，转子轴的内部设有推杆；所述推杆前端通过拉刀组件固定超声波刀柄；所述超声波电源经航空插座上的电源线依次穿过电主轴机壳壳体上的过线孔、前端套上的过线孔及前端盖上的过线孔后伸出，链接到固定在前端盖内的磁共振发射器定环上；所述磁共振接收器动环上的出线的其中一根电缆线接地，另一根电缆线通过与磁共振接收器动环链接的外部绝缘的导电弹性触点链接到自动换刀电主轴前端轴伸上的锥度比为7：24的中间锥孔内；所述中间锥孔的内圆周上有绝缘层；所述超声波刀柄上锥度比为7：24的外锥外表面中间安装有外部绝缘的导电环，超声波刀柄的内部安装有超声波换能器；所述超声波换能器上具有用于安装刀具的轴向向下伸出的且用于与连接刀具的ER弹性筒夹和螺帽；所述导电环通过一根电缆线穿过超声波刀柄上开设的过线孔后链接到超声波换能器上。

【技术特征摘要】
1.一种超声波自动换刀电主轴，包括自动换刀电主轴；其特征在于，所述自动换刀电主轴的前端安装有前端套和前端盖，自动换刀电主轴的后缸盖安装有超声电源航空插座，自动换刀电主轴的转子轴的加长前端轴伸上具有通过前密封盖或前螺母安装固定的磁共振接收器动环，转子轴的内部设有推杆；所述推杆前端通过拉刀组件固定超声波刀柄；所述超声波电源经航空插座上的电源线依次穿过电主轴机壳壳体上的过线孔、前端套上的过线孔及前端盖上的过线孔后伸出，链接到固定在前端盖内的磁共振发射器定环上；所述磁共振接收器动环上的出线的其中一根电缆线接地，另一根电缆线通过与磁共振接收器动环链接的外部绝缘的导电弹性触点链接到自动换刀电主轴前端轴伸上的锥度比为7：24的中间锥孔内；所述中间锥孔的内圆周上有绝缘层；所述超声波刀柄上锥度比为7：24的外锥外表面中间安装有外部绝缘的导电环，超声波刀柄的内部安装有超声波换能器；所述超声波换能器上具有用于安装刀具的轴向向下伸出的且用于与连接刀具的ER弹性筒夹和螺帽；所述导电环通过一根电缆线穿过超声波刀柄上开设的过线孔后链接到超声波换能器上。2.根据权利要求1所述的超声波自动换刀电主轴，其特征在于，超声波自动换刀电主轴上安装有产生磁共振的发射器定环与接收器动环，所述磁共振发射器定环与磁共振接收器动环之间具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启元，陶晓明，钱程，李明，
申请(专利权)人：常州市翰琪电机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32