[實(shí)用新型]非接觸能量傳輸式超聲加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420257533.3
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN203901021U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)鲇?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 張?jiān)鲇?/a>
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 胡毅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超聲輔助加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非接觸能量傳輸式超聲加工裝置。?

背景技術(shù)

超聲輔助加工作為加工難加工材料的一種有效的復(fù)合加工方法，已經(jīng)在航空航天、精密儀器、光學(xué)和醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。?

超聲輔助加工中換能器作超聲頻率機(jī)械振動(dòng)并且隨加工工具一起高速轉(zhuǎn)動(dòng)。如何將高頻超聲電信號傳輸?shù)礁咚傩D(zhuǎn)的超聲振動(dòng)單元的換能器上是實(shí)現(xiàn)超聲輔助加工的一個(gè)前提也是難點(diǎn)。?

傳統(tǒng)的超聲輔助加工通過碳刷和導(dǎo)電滑環(huán)的摩擦接觸方式傳輸能量為換能器供電，因此有碳刷磨損快、發(fā)熱量大、導(dǎo)線裸露、容易積炭打火、刀具轉(zhuǎn)速不能過高、無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀等問題。為此，研發(fā)出一種用非接觸式電能傳輸方法來取代傳統(tǒng)的滑動(dòng)摩擦式電能傳輸方法，為當(dāng)世之所需。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙、合理，能進(jìn)行非接觸式電能傳輸，滿足加工中心自動(dòng)換刀需求，且使加工工序更加安全、穩(wěn)定、可靠的非接觸能量傳輸式超聲加工裝置。?

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種非接觸能量傳輸式超聲加工裝置，其包括磨頭、變幅桿、前蓋板、壓電陶瓷、副邊磁環(huán)線圈、原邊磁環(huán)線圈和刀柄，所述刀柄的一端呈逐漸縮小狀形成一裝夾部，該裝夾部呈錐柄形狀，能方便安裝在不同超聲機(jī)械上使用，實(shí)現(xiàn)在不改變原超聲機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行兼容使用，具有良好的兼容性。該刀柄的中部徑向凸起形成一定位部，另一端設(shè)有凸緣形成一裝配部，該裝配部的端面中心位置設(shè)有裝配凹位，所述前蓋板固定在該裝配凹位的開口上，所述壓電陶瓷設(shè)置在該裝配凹位內(nèi)，且與所述前蓋板相連接，磨頭通過變幅桿固定在所述前蓋板上，所述副邊磁環(huán)線圈固定在所述裝配部上，即與超聲機(jī)械的主軸固定在一起，作為電能接受裝置，隨主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)。所述原邊磁環(huán)線圈對應(yīng)所述副邊磁環(huán)線圈的一側(cè)位置設(shè)置在超聲機(jī)械的機(jī)械臂上，作為信號發(fā)射裝置，該副邊磁環(huán)線圈與所述原邊磁環(huán)線圈之間有間隙。?

本實(shí)用新型提供的一種非接觸能量傳輸式超聲加工裝置，不僅實(shí)現(xiàn)了電能的非接觸式傳輸，同時(shí)可滿足加工中心自動(dòng)換刀需求。經(jīng)過合適的電容補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，電能傳輸效率可大幅提升。非接觸電能傳輸可以克服接觸式電能傳輸?shù)牟蛔悖钩暭庸ぱb置更加安全、穩(wěn)定、可靠。針對基于電磁耦合理論的非接觸式電能傳輸技術(shù)存在的問題，研究了非接觸傳輸裝置的電磁場解決了超聲加工中傳統(tǒng)的滑環(huán)磨損等問題，為超聲加工技術(shù)在加工中心的使用開辟了新的途徑。本實(shí)用新型提供的一種非接觸能量傳輸式超聲加工裝置，原邊磁環(huán)線圈處于靜止?fàn)顟B(tài)，而副邊磁環(huán)線圈則隨著加工主軸做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，原邊磁環(huán)線圈和副邊磁環(huán)線圈之間存在級間間隙，沒有直接接觸就避免了接觸摩擦可能造成的發(fā)熱現(xiàn)象，并且不限制加工主軸轉(zhuǎn)速的提高；其次，原邊磁環(huán)線圈和副邊磁環(huán)線圈的沒有導(dǎo)線裸露，這樣就提升了超聲加工的應(yīng)用環(huán)境，可以不受外在環(huán)境的限制，不懼怕灰塵和水的影響；而且具有可拆卸方便、易維護(hù)等特點(diǎn)。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述副邊磁環(huán)線圈包括環(huán)形保護(hù)套殼、第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈，所述環(huán)形保護(hù)套殼套的中心位置設(shè)在所述裝配部上，且設(shè)有讓所述前蓋板外露的開口，該環(huán)形保護(hù)套殼套的周緣位置向所述刀柄的一側(cè)方向彎折形成線圈固定部，該線圈固定部的端面設(shè)有環(huán)形線槽，所述第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈設(shè)置在該環(huán)形線槽內(nèi)，且該第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈之間存在磁間隙。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)形保護(hù)套殼采用相對磁導(dǎo)率為2000，導(dǎo)電率為0的坡莫合金材料制成，優(yōu)選的，采用型號為1J85的磁坡莫合金制成，形成罐形磁芯。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述原邊磁環(huán)線圈包括弧形保護(hù)套殼和弧形繞組線圈，所述弧形保護(hù)套殼的中間凸起部位設(shè)有一用來將其安裝在超聲機(jī)械的機(jī)械臂上的安裝座，該弧形保護(hù)套殼的兩端對稱向下沿所述刀柄的周向方向延伸，該弧形保護(hù)套殼朝向所述副邊磁環(huán)線圈的一側(cè)面設(shè)有弧形線槽，所述弧形繞組線圈設(shè)置在所述弧形線槽內(nèi)。所述弧形保護(hù)套殼的弧長為三分之一圓弧。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈均采用直徑為0.5mm的銅線繞制80圈，將它們首尾串聯(lián)起來，感應(yīng)電壓對外實(shí)行疊加。所述弧形繞組線圈采用兩根直徑為0.45mm的銅線繞制100圈，可有效地抑制趨膚效應(yīng)。?

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述磨頭、變幅桿、前蓋板、壓電陶瓷、副邊磁環(huán)線圈和刀柄均同心于基準(zhǔn)軸心。?