一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置，由感应供电装置和椭圆超声刀柄两部分组成；感应供电装置的感应供电副边固定到椭圆超声刀柄的BT刀柄壳上，感应供电原边在椭圆超声刀柄的外侧，为内外同心圆，两者保持小的间隙，并通过支架固定到数控加工中心机床主轴座上保持静止不动；椭圆超声刀柄通过锥柄固定在数控加工中心机床主轴上，随该主轴高速旋转；本实用新型专利技术减小了椭圆超声刀柄的回转半径，降低了其回转惯量，提升了椭圆超声刀柄的回转稳定性，它可以避开换刀机械手的工作空间，可在不对数控加工中心机床主轴结构进行改动的情况下，满足自动换刀条件。结构简单，操作使用方便。

An elliptical ultrasonic machining device with non contact induction power supply

The utility model provides an ultrasonic machining device for a contactless induction power supply, by induction power supply device and handle elliptic ultrasonic two parts; induction power supply device of induction power supply side is fixed to the BT toolholder shank on elliptical ultrasonic, induction power supply primary side in the lateral shank for elliptic ultra sound, both inside and outside the concentric circle. Both of them maintain a small gap, and the bracket is fixed to the stationary CNC machining center machine tool spindle seat; ultrasonic elliptical handle is fixed on the spindle of the NC machining center with taper shank, with the rotating speed is high; the utility model reduces the radius of gyration of elliptic ultrasonic handle, reducing the rotary inertia, enhance the the stability of rotary elliptical ultrasonic knife, it can avoid the tool changing manipulator work space can be altered in the spindle system of machine tool CNC machining center right Under the circumstances, the condition of automatic knife change is satisfied. The structure is simple and the operation is easy to use.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置
本专利技术涉及一种超声加工装置，具体涉及一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置。属于超声加工

技术介绍
超声加工技术是在传统切削加工的基础上，复合以超声频的振动实现去除材料的一种特种加工方法。与传统切削加工相比，超声加工能够降低切削力、切削温度，减小刀具磨损，提高表面精度。因而，适合各种难加工材料和难加工结构的加工，尤其适合陶瓷、玻璃等硬脆材料和碳纤维复合材料的精加工。超声加工的振动形式有单相振动和椭圆振动两种。椭圆振动是通过对两组独立的压电陶瓷堆进行激振，从而在两个相互垂直的方向上产生振动，其构成的运动轨迹是一个椭圆。与单相振动相比，椭圆振动具有更低的切削力和更优的工艺效果。公告号为CN103157593A，公告日期为2013.06.19的中国专利技术专利《一种超声椭圆振动铣削刀柄装置》，该刀柄末端是一个高精度加长杆，通过弹簧夹头与机床刀盘连接，并通过导电滑环对旋转的椭圆超声换能器供电。公告号为CN104624461A，公告日期为2015.05.20的中国专利技术专利《一种侧向激励式超声椭圆振动铣削刀柄》，采用标准的BT50刀柄与机床主轴连接，并通过导电滑环对旋转的椭圆超声换能器供电。现有专利技术的椭圆超声加工装置，其供电方式均为机械接触式供电，机械触点在旋转过程中容易产生火花，转速受限，尤其是无法满足数控加工中心自动换刀的要求。
技术实现思路
(一)专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置，以满足超声主轴高速旋转、供电稳定可靠、以及自动换刀的要求。尤其是，为了实现对椭圆超声加工装置的供电，需要两路独立的感应供电信号。(二)技术方案：为实现上述目的，本专利技术拟采用以下技术方案：本专利技术是一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置，其主要由感应供电装置(9)和椭圆超声刀柄(2)两部分组成；感应供电装置(9)的感应供电副边(92)固定到椭圆超声刀柄(2)的BT刀柄壳(6)上，感应供电原边(91)在椭圆超声刀柄(2)的外侧，为内外同心圆，两者保持较小的间隙，并通过支架(10)固定到数控加工中心机床主轴座(5)上保持静止不动；椭圆超声刀柄(2)通过锥柄(61)固定在数控加工中心机床主轴(4)上，随该主轴(4)高速旋转；所述感应供电装置(9)是由两个独立的松耦合变压器组成，沿轴线方向上下排布，每个松耦合变压器由感应供电原边(91)和感应供电副边(92)组成；感应供电原边(91)通过支架(10)与数控加工中心机床主轴座(5)连接保持静止不动，感应供电副边(92)固定到BT刀柄壳(6)上随数控加工中心机床主轴座(5)中的数控加工中心机床主轴(4)高速旋转，两者保持较小的间隙；该感应供电原边(91)是由原边磁芯座(911)、原边磁芯(912)、原边线圈(913)组成；原边线圈(913)缠绕在原边磁芯(912)的U型内圆槽内以及外圆面之上，并通过原边磁芯座(911)外部的第一穿线孔(9112)与外部的超声电源连接，原边磁芯(912)和原边线圈(913)，两者共同位于原边磁芯座(911)的内部；该原边磁芯座(911)是周向为150°的不完整圆环结构，内部开有阶梯型U型槽用于放置原边磁芯(912)和原边线圈(913)，外部设有和支架(10)连接的支架孔(9111)以及原边线圈(913)的第一穿线孔(9112)；该原边磁芯(912)周向为120°的不完整圆环结构，内圆面开有U型槽；该原边线圈(913)为多股漆包线，内部为铜线，外部有绝缘漆和尼龙套；该感应供电副边(92)是由副边磁芯座(63)、副边磁芯(921)、副边线圈(922)组成；副边磁芯座(63)固定到椭圆超声刀柄(2)之上，副边磁芯(921)位于副边磁芯座(63)的U型槽的内部，副边线圈(922)缠绕在副边磁芯(921)的U型槽内部，并通过副边磁芯座(63)上的第二穿线孔(65)与BT刀柄壳(6)内部的椭圆超声换能器(7)连接；该副边磁芯座(63)与BT刀柄壳(6)一体，有沿轴线方向排列的两个U型环槽组成，为整圆结构，U型环槽的宽度与副边磁芯(921)的宽度一致，U型环槽底部有并排的两个第二穿线孔(65)呈180°对称分布；该副边磁芯(921)是由两个半圆环形的磁芯拼接而成，放置在副边磁芯座(63)内部，其外圆面开有U型槽，其材料为锰锌铁氧体；该副边线圈(922)为多股漆包线，内部为铜线，外部有绝缘漆和尼龙套；所述椭圆超声刀柄(2)是由BT刀柄壳(6)、椭圆超声换能器(7)、刀具(8)、拉钉(3)及螺栓(11)组成；刀具(8)通过热装头(81)与椭圆超声换能器(7)连接，椭圆超声换能器(7)通过螺栓(11)固定到BT刀柄壳(6)的内部，整个椭圆超声刀柄(2)通过拉钉(3)固定到数控加工中心机床主轴(4)之上随该主轴(4)高速旋转；该BT刀柄壳(6)在标准BT刀柄基础上设计改造而成，包括锥柄(61)、环形凹槽(62)、副边磁芯座(63)、内腔(64)、螺栓孔(66)；锥柄(61)位于尾部，用于和数控加工中心机床主轴(4)连接，环形凹槽(62)位于BT刀柄壳(6)中部，副边磁芯座(63)位于BT刀柄壳(6)的头部，其U型槽底部开有穿线孔，BT刀柄壳(6)内部开有内腔；该锥柄(61)与标准BT刀柄的锥柄一致，可以固定到数控加工中心机床主轴(4)上，随数控加工中心机床主轴(4)高速旋转；该环形凹槽(62)与标准BT刀柄的环形凹槽一致，满足换刀机械手实现自动换刀；该副边磁芯座(63)在介绍感应供电装置(9)时已经介绍，这里不再赘述。该内腔(64)是阶梯型圆柱空腔结构，用于放置椭圆超声换能器(7)；该螺栓孔(66)是M4*1的螺纹孔，用于椭圆超声换能器(7)法兰盘的固定；该椭圆超声换能器(7)由变幅杆(71)、压电陶瓷堆(72)、后盖板(74)、铜电极(73)、绝缘套(75)组成；变幅杆(71)大端设有螺杆(711)，其外径套有绝缘套(75)，后盖板(74)内孔有螺纹通过一定的预紧力将压电陶瓷堆(72)压合在一起；该变幅杆(71)是阶梯型圆柱结构，保证基准同轴，大端设有螺杆(711)，小端设有螺纹孔，用于热装头(81)的固定。该变幅杆(71)的中部设有法兰盘，用于固定到BT刀柄壳(6)的内腔；该压电陶瓷堆(72)是由四组半圆型陶瓷片按照不同的极化方向排布组成；该后盖板(74)是内部带有螺纹孔的圆柱型结构，与压电陶瓷堆(72)接触的表面光滑；该铜电极(73)是圆环状结构，厚度为0.2mm，其外径和内径与压电陶瓷堆(72)保持一致；该绝缘套(75)是圆管状结构，材料为绝缘材料，如四氟乙烯、尼龙等，套在变幅杆(71)设有的螺杆(711)之上，使铜电极(73)之间绝缘；该刀具(8)根据加工类型的不同可以按照需要选择铣刀、钻头、金刚石套磨刀等；该刀具(8)通过热装的形式与热装头(81)之间紧配合，热装头(81)通过螺纹的形式固定到椭圆超声换能器(7)的变幅杆(71)前端。(三)优点和功效综合以上所述，可知本专利技术是利用双相非接触感应供电的椭圆超声加工装置。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)所述感应供电原边与所述感应供电副边空间位置关系布置为内外同心圆式，该副边在内侧，减小了椭圆超声刀柄的回转半径，降低了其回转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置，其特征在于：由感应供电装置(9)和椭圆超声刀柄(2)两部分组成；感应供电装置(9)的感应供电副边(92)固定到椭圆超声刀柄(2)的BT刀柄壳(6)上，感应供电原边(91)在椭圆超声刀柄(2)的外侧并通过支架(10)固定到数控加工中心机床主轴座(5)上；椭圆超声刀柄(2)通过锥柄(61)固定在数控加工中心机床主轴(4)上；所述感应供电装置(9)是由两个独立的松耦合变压器组成，沿轴线方向上下排布，每个松耦合变压器由感应供电原边(91)和感应供电副边(92)组成；感应供电原边(91)通过支架(10)与数控加工中心机床主轴座(5)连接，感应供电副边(92)固定到BT刀柄壳(6)上；该感应供电原边(91)是由原边磁芯座(911)、原边磁芯(912)和原边线圈(913)组成；该原边线圈(913)缠绕在原边磁芯(912)的U型内圆槽内以及外圆面之上，并通过原边磁芯座(911)外部的第一穿线孔(9112)与外部的超声电源连接，该原边磁芯(912)和原边线圈(913)，两者共同位于原边磁芯座(911)的内部；该原边磁芯座(911)是周向为150°的不完整圆环结构，内部开有用于放置原边磁芯(912)和原边线圈(913)的阶梯型U型槽，外部设有和支架(10)连接的支架孔(9111)以及原边线圈(913)的第一穿线孔(9112)；该原边磁芯(912)周向为120°的不完整圆环结构，内圆面开有U型槽；该原边线圈(913)的外部有尼龙套；该感应供电副边(92)是由副边磁芯座(63)、副边磁芯(921)和副边线圈(922)组成；该副边磁芯座(63)固定到椭圆超声刀柄(2)之上，副边磁芯(921)位于副边磁芯座(63)的U型槽的内部，副边线圈(922)缠绕在副边磁芯(921)的U型槽内部，并通过副边磁芯座(63)上的第二穿线孔(65)与BT刀柄壳(6)内部的椭圆超声换能器(7)连接；该副边磁芯座(63)与BT刀柄壳(6)一体，有沿轴线方向排列的两个U型环槽组成，为整圆结构，U型环槽的宽度与副边磁芯(921)的宽度一致，U型环槽底部有并排的两个第二穿线孔(65)呈180°对称分布；该副边磁芯(921)是由两个半圆环形的磁芯拼接而成，放置在副边磁芯座(63) 内部，其外圆面开有U型槽；该副边线圈(922)的外部有尼龙套；所述椭圆超声刀柄(2)是由BT刀柄壳(6)、椭圆超声换能器(7)、刀具(8)、拉钉(3)及螺栓(11)组成；该刀具(8)通过热装头(81)与椭圆超声换能器(7)连接，椭圆超声换能器(7)通过螺栓(11)固定到BT刀柄壳(6)的内部，整个椭圆超声刀柄(2)通过拉钉(3)固定到数控加工中心机床主轴(4)之上；该BT刀柄壳(6)包括锥柄(61)、环形凹槽(62)、副边磁芯座(63)、内腔(64)、螺栓孔(66)；该锥柄(61)位于尾部，和数控加工中心机床主轴(4)连接，环形凹槽(62)位于BT刀柄壳(6)中部，副边磁芯座(63)位于BT刀柄壳(6)的头部，其U型槽底部开有第二穿线孔(65)，BT刀柄壳(6)内部开有内腔；该锥柄(61)与标准BT刀柄的锥柄一致，固定到数控加工中心机床主轴(4)上；该环形凹槽(62)与标准BT刀柄的环形凹槽一致；该用于放置椭圆超声换能器(7)的内腔(64)是阶梯型圆柱空腔结构；该用于椭圆超声换能器(7)法兰盘固定的螺栓孔(66)是M4*1的螺纹孔；该椭圆超声换能器(7)由变幅杆(71)、压电陶瓷堆(72)、后盖板(74)、铜电极(73)和绝缘套(75)组成；变幅杆(71)大端设有螺杆(711)，其外径套有绝缘套(75)；该变幅杆(71)是阶梯型圆柱结构，大端设有螺杆(711)，小端设有螺纹孔；该变幅杆(71)的中部设有法兰盘；该压电陶瓷堆(72)是由四组半圆型陶瓷片按照不同的极化方向排布组成；该后盖板(74)是内部带有螺纹孔的圆柱型结构，与压电陶瓷堆(72)接触的表面光滑；该铜电极(73)是圆环状结构，其外径和内径与压电陶瓷堆(72)保持一致；该绝缘套(75)是圆管状结构，套在变幅杆(71)设有的螺杆(711)之上；该刀具(8)根据加工类型的不同按照需要选择铣刀、钻头和金刚石套磨刀中的一种；该刀具(8)通过热装的形式与热装头(81)之间紧配合，热装头(81)通过螺纹的形式固定到椭圆超声换能器(7)的变幅杆(71)前端。...

【技术特征摘要】
1.一种非接触感应供电的椭圆超声加工装置，其特征在于：由感应供电装置(9)和椭圆超声刀柄(2)两部分组成；感应供电装置(9)的感应供电副边(92)固定到椭圆超声刀柄(2)的BT刀柄壳(6)上，感应供电原边(91)在椭圆超声刀柄(2)的外侧并通过支架(10)固定到数控加工中心机床主轴座(5)上；椭圆超声刀柄(2)通过锥柄(61)固定在数控加工中心机床主轴(4)上；所述感应供电装置(9)是由两个独立的松耦合变压器组成，沿轴线方向上下排布，每个松耦合变压器由感应供电原边(91)和感应供电副边(92)组成；感应供电原边(91)通过支架(10)与数控加工中心机床主轴座(5)连接，感应供电副边(92)固定到BT刀柄壳(6)上；该感应供电原边(91)是由原边磁芯座(911)、原边磁芯(912)和原边线圈(913)组成；该原边线圈(913)缠绕在原边磁芯(912)的U型内圆槽内以及外圆面之上，并通过原边磁芯座(911)外部的第一穿线孔(9112)与外部的超声电源连接，该原边磁芯(912)和原边线圈(913)，两者共同位于原边磁芯座(911)的内部；该原边磁芯座(911)是周向为150°的不完整圆环结构，内部开有用于放置原边磁芯(912)和原边线圈(913)的阶梯型U型槽，外部设有和支架(10)连接的支架孔(9111)以及原边线圈(913)的第一穿线孔(9112)；该原边磁芯(912)周向为120°的不完整圆环结构，内圆面开有U型槽；该原边线圈(913)的外部有尼龙套；该感应供电副边(92)是由副边磁芯座(63)、副边磁芯(921)和副边线圈(922)组成；该副边磁芯座(63)固定到椭圆超声刀柄(2)之上，副边磁芯(921)位于副边磁芯座(63)的U型槽的内部，副边线圈(922)缠绕在副边磁芯(921)的U型槽内部，并通过副边磁芯座(63)上的第二穿线孔(65)与BT刀柄壳(6)内部的椭圆超声换能器(7)连接；该副边磁芯座(63)与BT刀柄壳(6)一体，有沿轴线方向排列的两个U型环槽组成，为整圆结构，U型环槽的宽度与副边磁芯(921)的宽度一致，U型环槽底部有并排的两个第二穿线孔(65)呈180°对称分布；该副边磁芯(921)是由两个半圆环形的磁芯拼接而成，放置...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兴刚，王凯强，张德远，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京,11