[發明專利]一種軸承供電的超聲手鉆

有效

• 申請號: 201711375307.X
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108213508B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 姜興剛;朱咸斌;張德遠
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23B45/00
• 分類號: B23B45/00;B06B1/02;B06B3/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

本發明公開了一種軸承供電的超聲手鉆，包括超聲振動換能器、供電部分、前端蓋、軸承套、外套筒、螺紋連接套、手鉆前端固定部分、手鉆前端轉動部分；本發明通過滾針軸承進行回轉供電，結構簡單可靠，安裝簡單，易于實現，便于維護；本發明軸承耐沖擊性能優于導電滑環供電及非接觸式感應供電，可靠性強；本發明滾針軸承能夠增加超聲加工系統回轉部分的回轉精度，且不破環回轉部分動平衡；本發明軸承供電對于換能器變幅桿結構影響小，對超聲振動振幅抑制小，降低了能量的損耗。

技術領域

本發明涉及一種超聲手鉆，特別涉及一種軸承供電的超聲手鉆，屬于超聲加工技術領域。

背景技術

超聲振動手鉆在切削過程中給刀具施加超聲頻微小振動，實現斷續切削，有利于切屑的排出，能夠顯著降低切削力和切削溫度，提高刀具壽命及加工質量。

超聲手鉆振動系統供電方式分為接觸式供電和非接觸式供電。接觸式供電多采用導電滑環的供電方式。采用導電滑環的缺點為：滑環與碳刷磨損較為嚴重，一般需要定期更換；為了保護碳刷對旋轉轉速多有限制，難以滿足高轉速加工的要求；滑環為精密部件，難以承受較大沖擊，用于工業現場容易受損，不能確保高可靠性的加工作業。非接觸式供電方式采用松耦合變壓器感應供電方式，非接觸式供電結構較為復雜，對耦合變壓器同軸度及間隙要求較高，且磁芯等元件不耐沖擊，易損壞。

公告號為CN201110161088，中國發明專利《一種應用于氣鉆的超聲振動套鉸加工裝置》，該發明采用導電滑環供電方式給超聲振動換能器供電，實現旋轉供電。公告號為CN201310303776，中國發明專利《一種基于超聲振動輔助氣鉆》，該發明采用導電滑環供電方式實現超聲換能器旋轉供電。公告號為CN201710109865，中國發明專利《一種基于旋轉式無線電能傳輸的超聲振動氣鉆》，該發明采用上下式松耦合變壓器的非接觸式供電，實現基于旋轉式無線電能傳輸的超聲振動手鉆。

現有超聲手鉆加工振動系統供電技術方案中存在缺點為：

(1)滑環或松耦合變壓器結構復雜，對安裝要求較高；

(2)耐沖擊性能差，極易受損失效，難以滿足工業現場的使用要求；

(3)接觸式供電中導電滑環供電對旋轉轉速存在限制，且滑環成本高。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種基于軸承供電的超聲手鉆，結構簡單緊湊，滿足超聲振動系統的供電結構耐沖擊，轉速限制小，旋轉供電穩定可靠的工作要求。

一種軸承供電的超聲手鉆，包括超聲振動換能器、供電部分、前端蓋、軸承套、外套筒、螺紋連接套、手鉆前端固定部分、手鉆前端轉動部分；

超聲振動換能器包括變幅桿、壓電陶瓷片、后蓋板螺母、銅電極片和絕緣套；變幅桿為階梯狀圓柱結構，前端、后端均設有螺紋孔，前端螺紋孔用于裝卡鉆頭，后端螺紋孔用于與手鉆前端轉動部分連接；變幅桿前端還設有變幅桿凹槽，用于裝卡軸用彈性擋圈，后端還設有螺桿，其外徑套有絕緣套，后蓋板螺母內孔設有螺紋，通過預緊力將壓電陶瓷片與銅電極片壓合在一起，從后端后蓋板螺母到變幅桿，壓電陶瓷與銅電極片依次堆疊；