[发明专利]一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转超声主轴超声换能器支撑装置，属于机械制造领域。

背景技术

近年来，随着对超声加工研究的深入，其加工优势也逐步体现出来。旋转超声磨削是将传统研磨和超声加工结合起来的复合加工技术。如图1所示，在工具以一定的振幅做轴向超声振动外，同时还相对于工件做高速的旋转运动。使用旋转超声磨削技术可以提高硬脆材料的加工质量和加工效率。经过大量的研究表明，旋转超声磨削相比传统研磨能大大的降低磨削力，减少热量产生，降低能耗，提高砂轮寿命，提高工件表面加工质量，提高加工效率。

超声换能器是超声加工的核心部件，它提供高频轴向振动；主轴提供高速旋转运动。根据超声传播理论，可得超声换能器各质点纵振示意图。如图2所示，超声换能器上各横截面上所有质点都做纵向振动，其振幅大小为振幅曲线上的值。由图可知，在超声换能器节面上的振幅为零，即节面上不震动。根据此特性，可在超声换能器节面上设计法兰，用以固定在主轴上。根据需要可以在超声换能器上设计多个节面，因此也可以在各个节面上设计多个法兰。由于目前超声换能器的转速不高，多采用单法兰安装方式。

如图3所示，超声换能器4通过一个法兰(401)安装在主轴上，尾部悬空。

现有技术中存在如下缺点：超声换能器单法兰安装方式不利于高速旋转。因为超声换能器较长，当超声换能器随主轴高速旋转时，尾部会摆动，并且转速越高，摆动越厉害。影响加工精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置。

本发明的一个方面，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，其特征在于包括超声换能器(4)和两个法兰，所述超声换能器(4)由前盖板变幅杆(401)、压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)、后盖板(406)组成，压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)位于前盖板变幅杆(401)与后盖板(406)之间，其二者通过螺纹连接；前盖板变幅杆(401)中的法兰(402)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，并用螺纹端盖(3)压紧于主轴上，法兰2(404)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，法兰2(404)在前盖板变幅杆(401)的节面中，法兰(402)在尾部的节面中。且法兰2(404)的直径比法兰(402)大。

本发明的一个方面，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，还包括将超声换能器(4)两个法兰外圆柱面做成锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，在主轴(5)的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，主轴里面的锥面与法兰2(404)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合；主轴外面的锥面与法兰(402)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合，并用螺纹端盖(3)强两组配合的锥面同时压紧。

本发明的目的是：

1、解决高速转动时，超声换能器尾部摆动问题。根据超声传播理论，在超声换能器尾部节面处增加一个带锥面的法兰。做成双法兰超声换能器。

2、在两个法兰外圆柱面上加工出锥面。在主轴上加工两个锥面，主轴与法兰上对应的锥面相配合，用以支撑超声换能器。

附图说明

图1是旋转超声加工原理图；

图2是超声换能器纵振示意图；

图3是超声换能器单法兰安装方式；

图4为旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置。