[实用新型]旋转超声加工用转轴与变幅杆连接装置

说明书

本实用新型涉及一种旋转超声加工用转轴与变幅杆连接装置，转轴为空心转轴，变幅杆穿装在转轴内，变幅杆上设置有连接法兰，连接法兰上设置有定位销孔及连接螺栓孔，连接法兰通过穿过定位销孔的定位销与转轴端面定位，通过穿过连接螺栓孔的螺栓与转轴端面紧固连接，变幅杆的位于转轴内的一端连接有换能器，变幅杆的位于转轴外的一端连接刀具，连接法兰的与转轴端面贴合的一面为定位面，定位面设置在超声振动波形的轴向0点位置，连接法兰上的定位销孔及连接螺栓孔位于同一个分度圆上，该分度圆设置在超声振动波形的径向0点位置。消除法兰轴向振动及径向振动，使法兰处于不振动状态，防止超声振动传递给转轴，保证转轴旋转精度，保证转轴使用寿命。

技术领域：

本实用新型属于超声加工制造技术领域，具体涉及一种旋转超声加工用转轴与变幅杆连接装置。

背景技术：

在工业生产中，随着工业产品的升级陶瓷、碳纤维复合材料、高硬度钢材以及光学玻璃得到广泛应用，这使得针对此类材料的加工需求不断增加；而这些材料属于典型的难加工材料，采用传统机械加工方法例如铣削、钻削、磨削以及镗削等进行加工时，工件表面常出现崩边、凹坑以及微裂纹等缺陷，造成无法满足使用要求；而旋转超声辅助加工是在传统加工方法的基础上对刀具施加高频振动，利用高频振动的冲击效应和瞬时切削效应来实现刀具对工件材料的延性去除，旋转超声加工能够减少加工阻力，提高加工精度，降低表面粗糙度，同时，可以使得刀具与工件切削死区被打开，切削液可以对工件和刀具进行冷却、润滑，极大延长刀具使用寿命，适合强化玻璃、半导体等零件加工以及石英、 氧化铝等硬脆材料的加工。

但是，现有的旋转超声加工设备，转轴带动刀具及超声变幅杆及换能器旋转，同时换能器及变幅杆还要向刀具提供超声振动，这就要求超声变幅杆与转轴连接，这就导致超声振动不可避免的传递到转轴上，影响转轴旋转精度，为避免超声振动传递到转轴上，目前技术人员将变幅杆与转轴连接的连接法兰设置在超声振动波形的纵向振动节点处，如图1所示，超声振动波形的零点位置振幅为0，因此，在此位置没有振动，即法兰不振动，但是，该零点位置为一个点，而法兰不可避免的具有一定的厚度，如将法兰的中线位置对应超声振动波形的0点位置，则法兰中线两侧必然会有振动，而且，超声波刀具的高频振动不仅仅是轴向振动，在其径向仍有微小振动，即使做到法兰轴向不振动，其径向也会有振动，而法兰的径向振动，会使法兰与转轴的接触面发生径向摩擦，产生热量，影响转轴旋转精度及使用寿命，严重时会将法兰与主轴的连接螺栓振断，尤其是在主轴超高速旋转时，存在一定的安全隐患。

实用新型内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种旋转超声加工用转轴与变幅杆连接装置，它是在变幅杆与转轴连接时，法兰的与转轴端面接触的一面设计成定位面，该定位面位于变幅杆的超声振动波形的轴向0点位置，同时在法兰上设置定位销孔及连接螺栓孔，定位销孔与连接螺栓孔的分度圆位于超声振动波形的径向0点位置，从而消除法兰的轴向振动及径向振动，使法兰处于不振动状态，防止超声振动传递给转轴，保证转轴旋转精度，保证转轴使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种旋转超声加工用转轴与变幅杆连接装置，其中：包括转轴、变幅杆、连接法兰及换能器，所述的转轴为空心转轴，变幅杆穿装在转轴内，所述的变幅杆上设置有连接法兰，连接法兰上设置有定位销孔及连接螺栓孔，所述的连接法兰通过穿过定位销孔的定位销与转轴端面定位，通过穿过连接螺栓孔的螺栓与转轴端面紧固连接，所述的变幅杆的位于转轴内的一端连接有换能器，所述的变幅杆的位于转轴外的一端连接刀具，所述的连接法兰的与转轴端面相对的一面设置有环形凸台，所述的环形凸台与转轴贴合的一面为定位面，定位面设置在超声振动波形的轴向0点位置，所述的定位销孔及连接螺栓孔均匀分布在环形凸台上，所述的定位销孔及连接螺栓孔位于同一分度圆上，该分度圆位于环形凸台的中间位置，且该分度圆设置在超声振动波形的径向0点位置。

进一步，所述的换能器为设置在变幅杆上端的多组压电陶瓷。