2017年5月23日 關于新的超聲波加工中心 描述本實用新型涉及一種機械加工設備，特別是一種超聲波加工機床，屬于特種機械 加工描述。背景隨著超聲波技術的發展，超聲波在特種材料的加工方面的應用越來越多。在機械 加工機床的刀具上附加超聲振動，可以實現對陶瓷、玻璃等硬脆難加工材料的復合加工。如 專利號ZL200720032813. 4、專利名稱為“通用機床超聲波鉆銑頭”的中國專利，就是在切 削機床的主軸上安裝一種超聲波鉆銑頭來實現復合加工，但是這種超聲波工具是獨立定制 的，對不同的零件可能需要不同形狀和規格的鉆銑頭，超聲波鉆銑頭作為機床的附件，僅能 實現手工換刀，無法實現高效、高精度的自動加工，所以其應用受到限制。內容本實用新型的目的就是提供一種超聲波加工中心，在現有常規加工中心的基礎上 二次設計，使玻璃、陶瓷、高溫合金、碳-碳化硅復合材料等硬、脆或粘刀的難加工材料在加 工中心上實現高精度、快速、自動加工。一種超聲波加工中心，其特征是：無線發射模塊封裝在主軸單元的殼體上，無線 發射模塊的電輸入端與超聲波發生器的電輸出端通過電纜連接，無線接收模塊封裝在主軸 上，超聲波換能器封裝在刀柄的下方，變幅桿的一端固定在超聲換能器的下端，另一端連接 刀頭；主軸下端與刀柄結合部位的結合面上設置有輸出電觸點，輸出電觸點設置在主軸上 并與無線接收模塊的電輸出端連接，輸入電觸點設置在刀柄上并與超聲換能器的引線連 接，主軸與刀柄連接后，主軸上的輸出電觸點與刀柄上的輸入電觸點貼合接通；無線接收模 塊通過無線的方式接收無線發射模塊發射的超聲頻震蕩信號。輸出電觸點與輸入電觸點的設置結構具體有以下幾種形式：輸出電觸點和輸入電觸點分別設置在主軸與刀柄結合的各自端面上，輸出電觸點 通過導線與無線接收模塊的電輸出端連接，在主軸上設置有導線過孔。輸出電觸點設置在主軸端面上的連接刀柄和主軸的鍵槽底面上，通過導線與無線 接收模塊的電輸出端連接；輸入電觸點設置在刀柄上鍵槽端部；在鍵塊與輸出電觸點和輸 入電觸點相配合的面上分別設置過渡彈性電觸點，過渡彈性電觸點在鍵塊內部電連接。輸出電觸點設置在主軸連接刀柄的錐孔圓錐面上，通過導線與無線接收模塊的電 輸出端連接；輸入電觸點設置在刀柄的圓錐面上與輸出電觸點相接貼合的部位。本實用新型的優點是：由于在主軸上設置了超聲波振動系統，使刀具在旋轉切削 的同時對工件產生高頻振動沖擊，實現復合加工，可以對玻璃、陶瓷、高溫合金等硬脆難加 工材料進行精細加工；在刀柄和主軸連接部分設置有電觸點，使用通用的刀柄，裝夾刀具方 便，可以在加工中心上實現超聲波刀具的自動換刀，使超聲波技術在加工中心上的得到了 充分的應用。附圖說明圖1 :本實用新型第一個實施例結構示意圖；圖2 :圖1中A處局部放大視圖；圖3 :本實用新型電路原理圖；圖4:本實用新型第二個實施例結構示意圖；圖5:本實用新型第三個實施例結構示意圖。圖中，1-超聲波發生器；2-無線接收模塊；3-無線發射模塊；4-推力軸承；5-殼 體；6-主軸；7-球面軸承；8-刀柄；9-鍵塊；10-超聲波換能器；11-變幅桿；12-刀頭； 13-電纜；14-導線；15-輸出電觸點；16-匹配電感；17-匹配電容；18-輸入電觸點。實施根據輸出電觸點與輸入電觸點的設置結構不同，本實用新型可以有多種具體實施方式。如圖1所示為本實用新型第一個實施例結構示意圖，在加工中心的機械主軸的主 軸單元上設置有超聲波系統，所述超聲波系統包括超聲波發生器1、無線發射模塊3、無線 接收模塊2以及超聲波換能器10、變幅桿11 ;無線發射模塊3封裝在主軸單元的殼體5上， 無線發射模塊3是一組無線發射線圈，其電輸入端與超聲波發生器1的電輸出端通過電纜 13電連接；殼體5固定安裝在床身上，為靜止件，在殼體5上設置有電纜13的通過孔；電纜 13的一端與超聲波發生器1的輸出端連接，電纜13的另一端與無線發射模塊3的線圈輸 入端連接；超聲波發生器1產生的超聲頻電震蕩信號通過電纜13傳遞到無線發射模塊3發 射；主軸6通過球面軸承7和推力軸承4與殼體5形成轉動副，主軸高速旋轉時不會軸向竄 動。無線接收模塊2封裝在主軸6上，隨主軸6轉動；超聲波換能器10封裝在刀柄8 的下方，變幅桿11的一端通過螺紋或者焊接的方式固定在超聲換能器10的下端，另一端通 過螺紋、彈簧卡頭連接刀頭12。如圖2所示為圖1中A處局部放大視圖，本實施例中，輸出電觸點15和輸入電觸 點18分別設置在主軸6與刀柄8結合的各自端面上，主軸6與刀柄8連接后，主軸6上的 輸出電觸點15與刀柄8上的輸入電觸點18貼合接通；輸出電觸點15通過導線14與無線 發射模塊2的電輸出端連接，在主軸6上設置有導線過孔，導線14的一端連接在無線發射 模塊2的電輸出端引線上，另一端穿過導線通過孔后連接在輸出電觸點15上；輸入電觸點 18連接在超聲換能器10的引線上；輸出電觸點15與輸入電觸點18使用韌性好導電性好 的銅觸點，輸出電觸點15與主軸6之間設置有絕緣套，輸入電觸點18和刀柄8之間設置有 絕緣套，在輸出電觸點18和輸入電觸點15與各自絕緣套與觸點座之間設置彈簧形成彈性 觸點。通過設置定位，刀柄8安裝在主軸6上后，輸出電觸點15與輸入電觸點18緊密貼 合。實際制造中，在殼體5的兩端設置有端蓋，端蓋與殼體5的端面用螺釘連接，在端蓋上 有主軸6的通過孔。如圖3所示為本實用新型電路原理圖，超聲波發生器1產生的超聲頻電震蕩信號，通過電纜13傳輸到無線發射模塊3,無線發射模塊3以無線的方式把超聲頻電震蕩信號發 射出去；無線接收模塊2是由匹配電容17和匹配電感16構成的無線接收電路，通過電磁 共振的方式來接收無線發射模塊3發射的電磁波，把接收到的超聲頻電震蕩信號傳輸到超 聲波換能器10,超聲換能器10的作用是將超聲頻電振蕩信號轉換成超聲頻機械振動；無線 接收模塊2的匹配電容17、匹配電感16和超聲換能器10接收無線發射模塊3發射的電磁 波，并經阻抗轉變驅動超聲換能器10產生諧振，從而轉換電能實現主軸6高速旋轉時的超 聲波振蕩信號源與超聲換能器10之間的電源傳輸問題。變幅桿11的作用是將超聲換能器 10的振動幅度放大。超聲機械振動經變幅桿11放大后傳給刀頭12,所以刀頭12在對工件 旋轉切削同時還以高頻震動對工件產生連續的高頻沖擊，實現復合加工。輸出電觸點15和輸入電觸點18的組合可以設置在主軸6和刀柄8結合面不同的 位置，可以有多種實施例。如圖4、圖5所示分別為本實用新型的第二個實施例及第三個實 施例結構示意圖，除輸出電觸點15與輸入電觸點18在主軸6及刀柄8上的位置及結構不 同外，其余與第一個實施例相同。如圖4所示，在第二個實施例中，輸出電觸點15設置在主軸6端面上的連接刀柄 8和主軸6的鍵槽底面上，通過導線14與無線發射模塊3的電輸出端連接；輸入電觸點18 設置在刀柄8上鍵槽端部；在鍵塊9與輸出電觸點15和輸入電觸點18相配合的面上分別 設置過渡彈性電觸點，過渡彈性電觸點在鍵塊9內部電連接；鍵塊9的彈性電觸點與鍵塊9 之間設置有絕緣套，彈性點觸點為銅觸點，在銅觸點的下部設置有彈簧形成彈性觸點，方便 接插，電接觸可靠。如圖5所示，在第三個實施例中，輸出電觸點15設置在主軸6連接刀柄8的錐孔 表面，通過導線14與無線發射模塊3的電輸出端連接；輸入電觸點18設置在刀柄8的錐面 上與輸出電觸點15相接貼合的部位。在上述三個實施例中，超聲波發生器1產生20— 50kHz的電磁波，通過無線發射 模塊3以無線的方式發射出去，無線接收模塊2接收該電磁波，并將接收到的電磁波轉換為 1100V的交流電源與匹配電感16、匹配電容17連接，實現阻抗變換，驅動超聲換能器10產 生諧振，從而將電信號轉變為每分鐘20000— 50000次的機械振動。刀柄8可以使用通用標 準刀柄，主軸6選用BT30、JT、NT、I SO等，在刀庫中配置相應的刀具，就可以實現自動換刀。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！ ? 上一篇 特別用于加工中心或車銑中心的夾緊裝置下一篇 ? 一種臥式數控鉆銑攻牙機外罩結構