[發明專利]一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置

有效

• 申請號: 201610130518.6
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105598220B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 李鵬陽;陳歡;李言;楊明順;袁啟龍;李淑娟;王凱
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B21D5/00
• 分類號: B21D5/00;B06B1/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于板料漸進成形領域，具體涉及一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置。

背景技術

板料漸進成形是一種新型的無模成型技術，這種成形技術是基于快速制造中“分層制造”的思想，將復雜的三維形狀沿著軸向方向離散成一系列的二維平面，并在對應的平面上生成相對應的軌跡，成形時工具頭按照加工軌跡運動，這樣逐漸成形出所需要的形狀。

超聲振動板料漸進成形是在板料單點漸進成形過程中，對工具頭施加超聲振動的一種板料成形工藝。在漸進成形過程中板料的受力不均勻，容易出現堆積、起皺、破裂等缺陷，影響板料的成形質量。超聲振動板料漸進成形是把一個有規律的可控的載荷施加在成形工具頭上，使得工具頭在軸向產生周期性的擠壓板料的成形方法，這樣可以使得成形過程中的成形力和成形溫度減小，成形精度和成形效率提高。

目前市場上的超聲換能器一般都是用壓電材料制作的，但是壓電超聲換能器的功率相對來說都比較小，通常小于2kw，不能滿足加工過程中對大功率超聲輻射的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置，解決現有的超聲換能器的輸出功率偏小的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置，包括超聲波發生器、外殼和通過外殼螺栓與外殼連接的聯軸器，超聲波發生器通過導線連接有原邊繞組，聯軸器上設有副邊繞組，原邊繞組與副邊繞組通過電感耦合連接；外殼內設有超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒外設有驅動線圈，超磁致伸縮棒的兩端設有永久磁鐵，永久磁鐵上設有導磁塊，靠近聯軸器的一個導磁塊上設置在后蓋板上，另一個導磁塊設置在前蓋板上，前蓋板通過螺栓與外殼連接，前蓋板通過螺釘固定有工具頭。

本發明的特點還在于，

后蓋板與聯軸器之間設有端蓋，端蓋通過端蓋螺釘固定在外殼上，端蓋上設有螺塞孔，預緊螺塞穿過螺塞孔與后蓋板接觸。

預緊螺塞與后蓋板之間設有碟簧。

副邊繞組通過螺釘固定在聯軸器上。

驅動線圈通過線圈螺栓固定在外殼上，并且驅動線圈分別與前蓋板和后蓋板之間有一定間隙。

永久磁鐵通過環氧樹脂粘膠粘結在超磁致伸縮棒上。

靠近聯軸器的一個導磁塊上通過環氧樹脂膠粘結在后蓋板上，另一個導磁塊通過環氧樹脂膠粘結在前蓋板上。

原邊繞組和副邊繞組都采用罐型的磁芯。

本發明的有益效果是，本發明一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置，采用超磁致伸縮棒為驅動元件，能夠克服傳統的壓電換能器輸出振幅以及功率偏小的問題；將超聲波的節點設置在前蓋板和導磁塊的結合面位置，在此位置通過法蘭將前蓋板固定到振動主軸的外殼上，從而使得前蓋板縱向振動時不會連帶著主軸外殼一起振動；超磁致伸縮棒的驅動線圈通過螺栓固定在主軸外殼上，并且距離前蓋板有一定的間隙，從而使驅動線圈的重量不會影響超聲振動主軸的振動性能；另外，本發明末端設計成通用的刀柄形狀，能夠直接安裝到CNC加工中心上進行板料成形；將成形板料用的工具頭直接設計成變幅桿的形式，一方面可以放大振幅，另一方面可以減少振動主軸的縱向長度，避免振動主軸太長，而機床的縱向空間不足。并且，本發明采用的是非接觸式的電能傳輸方式，原邊繞組固定在CNC機床主軸滑枕上，副邊繞組固定在振動主軸裝置聯軸器上，能夠避免傳統的接觸式電能傳輸方式(碳刷、集流環)存在的機床主軸轉速受限，易產生磨損及電火花等不足之處。

附圖說明

圖1是本發明一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置的結構示意圖；

圖2是本發明一種板料漸進成形的超聲振動主軸裝置的原理圖。

圖中，1.刀柄，2.聯軸器，3.副邊繞組，4.引線，5.端蓋螺釘，6.線圈螺栓，7.永久磁鐵，8.前蓋板，9.刀柄螺栓，10.預緊螺塞，11.碟簧，12.后蓋板，13.端蓋，14.超磁致伸縮棒，15.驅動線圈，16.外殼螺栓，17.導磁塊，18.外殼，19.工具頭，20.機床主軸滑枕，21.原邊繞組，22.導線，23.超聲波發生器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。