[實用新型]一種非接觸感應供電的橢圓超聲加工裝置

有效

• 申請號: 201720538094.7
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN206898463U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 姜興剛;王凱強;張德遠
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23C5/16
• 分類號: B23C5/16;B23C9/00;B06B1/06
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司11232
• 代理人: 王順榮,唐愛華

技術領域

本發明涉及一種超聲加工裝置，具體涉及一種非接觸感應供電的橢圓超聲加工裝置。屬于超聲加工技術領域。

背景技術

超聲加工技術是在傳統切削加工的基礎上，復合以超聲頻的振動實現去除材料的一種特種加工方法。與傳統切削加工相比，超聲加工能夠降低切削力、切削溫度，減小刀具磨損，提高表面精度。因而，適合各種難加工材料和難加工結構的加工，尤其適合陶瓷、玻璃等硬脆材料和碳纖維復合材料的精加工。

超聲加工的振動形式有單相振動和橢圓振動兩種。橢圓振動是通過對兩組獨立的壓電陶瓷堆進行激振，從而在兩個相互垂直的方向上產生振動，其構成的運動軌跡是一個橢圓。與單相振動相比，橢圓振動具有更低的切削力和更優的工藝效果。

公告號為CN 103157593 A，公告日期為2013.06.19的中國發明專利《一種超聲橢圓振動銑削刀柄裝置》，該刀柄末端是一個高精度加長桿，通過彈簧夾頭與機床刀盤連接，并通過導電滑環對旋轉的橢圓超聲換能器供電。公告號為CN 104624461 A，公告日期為2015.05.20的中國發明專利《一種側向激勵式超聲橢圓振動銑削刀柄》，采用標準的BT50刀柄與機床主軸連接，并通過導電滑環對旋轉的橢圓超聲換能器供電。

現有發明的橢圓超聲加工裝置，其供電方式均為機械接觸式供電，機械觸點在旋轉過程中容易產生火花，轉速受限，尤其是無法滿足數控加工中心自動換刀的要求。

發明內容

(一)發明目的：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種非接觸感應供電的橢圓超聲加工裝置，以滿足超聲主軸高速旋轉、供電穩定可靠、以及自動換刀的要求。尤其是，為了實現對橢圓超聲加工裝置的供電，需要兩路獨立的感應供電信號。

(二)技術方案：

為實現上述目的，本發明擬采用以下技術方案：

本發明是一種非接觸感應供電的橢圓超聲加工裝置，其主要由感應供電裝置(9)和橢圓超聲刀柄(2)兩部分組成；感應供電裝置(9)的感應供電副邊(92)固定到橢圓超聲刀柄(2)的BT刀柄殼(6)上，感應供電原邊(91)在橢圓超聲刀柄(2)的外側，為內外同心圓，兩者保持較小的間隙，并通過支架(10)固定到數控加工中心機床主軸座(5)上保持靜止不動；橢圓超聲刀柄(2)通過錐柄(61)固定在數控加工中心機床主軸(4)上，隨該主軸(4)高速旋轉；

所述感應供電裝置(9)是由兩個獨立的松耦合變壓器組成，沿軸線方向上下排布，每個松耦合變壓器由感應供電原邊(91)和感應供電副邊(92)組成；感應供電原邊(91)通過支架(10)與數控加工中心機床主軸座(5)連接保持靜止不動，感應供電副邊(92)固定到BT刀柄殼(6)上隨數控加工中心機床主軸座(5)中的數控加工中心機床主軸(4)高速旋轉，兩者保持較小的間隙；

該感應供電原邊(91)是由原邊磁芯座(911)、原邊磁芯(912)、原邊線圈(913)組成；原邊線圈(913)纏繞在原邊磁芯(912)的U型內圓槽內以及外圓面之上，并通過原邊磁芯座(911)外部的第一穿線孔(9112)與外部的超聲電源連接，原邊磁芯(912)和原邊線圈(913)，兩者共同位于原邊磁芯座(911)的內部；

該原邊磁芯座(911)是周向為150°的不完整圓環結構，內部開有階梯型U型槽用于放置原邊磁芯(912)和原邊線圈(913)，外部設有和支架(10)連接的支架孔(9111)以及原邊線圈(913)的第一穿線孔(9112)；

該原邊磁芯(912)周向為120°的不完整圓環結構，內圓面開有U型槽；

該原邊線圈(913)為多股漆包線，內部為銅線，外部有絕緣漆和尼龍套；

該感應供電副邊(92)是由副邊磁芯座(63)、副邊磁芯(921)、副邊線圈(922)組成；副邊磁芯座(63)固定到橢圓超聲刀柄(2)之上，副邊磁芯(921)位于副邊磁芯座(63)的U型槽的內部，副邊線圈(922)纏繞在副邊磁芯(921)的U型槽內部，并通過副邊磁芯座(63)上的第二穿線孔(65)與BT刀柄殼(6)內部的橢圓超聲換能器(7)連接；

該副邊磁芯座(63)與BT刀柄殼(6)一體，有沿軸線方向排列的兩個U型環槽組成，為整圓結構，U型環槽的寬度與副邊磁芯(921)的寬度一致，U型環槽底部有并排的兩個第二穿線孔(65)呈180°對稱分布；

該副邊磁芯(921)是由兩個半圓環形的磁芯拼接而成，放置在副邊磁芯座(63)內部，其外圓面開有U型槽，其材料為錳鋅鐵氧體；

該副邊線圈(922)為多股漆包線，內部為銅線，外部有絕緣漆和尼龍套；