[实用新型]一种超声波换刀主轴

说明书

本实用新型一种超声波换刀主轴，包括主轴外壳、主轴和刀柄，主轴可转动设置在主轴外壳内，还包括高速导电环，高速导电环包括固定部和活动部，固定部设于壳体盖板上，活动部设于主轴上，主轴的锥孔内壁上设有与高速导电环活动部电连接的第一触点，刀柄上设有用于产生超声波的换能器，刀柄的后部上设有用于与第一触点接触的第二触点，第二触点与换能器电连接。本实用新型在现有超声波加工刀柄结构基础上，通过改变超声波加工刀柄与主轴的电路连接方式，简化刀柄的电路结构，减小超声波刀柄外形尺寸，减少加工时超声波刀柄与工装夹具或工件干涉情况的发生几率。刀柄可同时进行高速旋转和轴向高频振动用于旋转超声辅助加工。

技术领域

本实用新型涉及机加工设备领域，尤其是涉及的是一种超声波换刀主轴。

背景技术

对于陶瓷、玻璃、碳化硅、单晶硅等非金属脆硬材料及金属脆硬材料，由于力学、物理、化学等特性而难以加工，通常采用超声辅助加工。超声辅助切削加工是在传统切削加工中工具与工件相对运动的基础上，在切削工具或工件上施加超声振动，以获得更好加工性能的加工方法。超声辅助切削加工过程中，通过工具对被加工材料的机械和超声复合作用，使工具与被加工材料的接触状态和作用机制发生变化，主要通过机械切削作用、高频微撞击作用以及超声空化作用等进行材料去除。由于超声振动的引入，改变了材料去除机理，降低了工具与工件之间的摩擦力，减少了工具与工件的接触时间，增强了工具对工件的切削去除作用，从而有效地提高了材料去除率，减小切削力，降低切削热，减少刀具磨损，改善加工精度和质量。

现有的超声波刀柄存在着以下问题：1.目前普遍使用的超声波刀柄电路连接座设置在刀柄的侧边，电路连接座为浮动结构，刀柄通过一对轴承与连接座连接，通过轴承及滑环与换能器电机连接，这种结构导致前端尺寸较大，结构比较复杂；2.在4轴或5轴加工时超声波刀柄容易与的工装夹具产生干涉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供电路结构简单、刀柄外形与普通刀柄变化不大的一种超声波换刀主轴。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种超声波换刀主轴，包括主轴外壳、主轴和刀柄，主轴可转动设置在主轴外壳内，主轴的前端设有锥孔，刀柄的后部套在锥孔内，还包括高速导电环，主轴外壳包括壳体和设于壳体前侧的壳体盖板，高速导电环包括相抵的固定部和活动部，固定部设于壳体盖板上，活动部设于主轴上，主轴的锥孔内壁上设有与高速导电环活动部电连接的第一触点，刀柄上设有用于产生超声波的换能器，刀柄的后部上设有用于与第一触点接触的第二触点，第二触点与换能器电连接。主轴外壳上的电可通过导电环传递给转动中的主轴，并通过第一触点和第二触点的接触传递给刀柄上的换能器。刀柄只在内部增加换能器和外部增加触点，外形和尺寸与普通刀柄接近，减小加工时干涉的发生几率。

优选的，主轴包括轴体和设于轴体前端的绝缘体，第一触点设置在绝缘体上。将第一触点设置在绝缘体上可以避免第一触点与主轴导电，而且将改变的结构设置在绝缘体上，更容易加工，还能减少主轴的变化设计，进而普通机床也方便进行改造。

优选的，主轴的锥孔上设有两个用于作为第一触点的定位槽，刀柄上设有两个分别与主轴两定位槽配合的定位键，定位键用于作为第二触点。定位槽和定位键的配合不仅可以用来定位而且还用来导电，两个定位槽和定位键的配合分别用来给换能器的正负极进行导电。

优选的，定位槽内设有用于抵住定位键的簧片。簧片可以作为第一触点，用来导电。

通过采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型在现有超声波加工刀柄结构基础上，通过改变超声波加工刀柄与主轴的电路连接方式，简化刀柄的电路结构，减小超声波刀柄外形尺寸，减少加工时超声波刀柄与工装夹具或工件干涉情况的发生几率。刀柄可同时进行高速旋转和轴向高频振动用于旋转超声辅助加工。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

主要附图标记说明：