[實用新型]一種超聲振動高速電主軸

有效

• 申請號: 201721591749.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN207642313U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陳帝游;湯秀清
• 申請（專利權）人: 廣州市昊志機電股份有限公司
• 主分類號: B23B19/02
• 分類號: B23B19/02;B23Q11/12;B24B1/04;B24B41/04
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 莫之特;羅峰

本實用新型公開了一種中心冷卻超聲振動高速電主軸，包括主軸外殼、軸芯、旋轉接頭、磁鋼供電裝置、換能器和刀具，軸芯樞接于主軸外殼內，旋轉接頭和換能器分別固定于軸芯的兩端，磁鋼供電裝置通過導電組件與換能器連接，刀具安裝于換能器上，刀具、換能器、軸芯和旋轉接頭均為中空結構且貫通形成中心冷卻液輸送通路，主軸外殼上形成冷卻循環通路。本實用新型能夠提高冷卻降溫效率，而且能夠避免換能器通過接觸導電導致的碳粉污染，有助于降低維修成本。

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波電主軸技術，尤其涉及一種超聲振動高速電主軸。

背景技術

目前，超聲波作為輔助能源應用于銑削和磨削過程，可以大幅度降低切削力，不會發生燒傷、變形、殘余應力等缺陷，提高進給速度，從而提高產品質量。超聲波加工精度高，速度快，加工材料適應范圍廣，特別適用于加工硬脆性材料或新型材料，如藍寶石玻璃、陶瓷、半導體、石英等。

超聲振動加工技術被認為是最適合加工硬脆復合材料的方法之一，在傳統機械加工中工件與刀具相對運動的基礎上，在工件或刀具上施加超聲振動，以獲得更好的加工性能的加工方法。

但是，現有的超聲振動高速電主軸存在以下缺陷：

(1)超聲振動電主軸的轉速很高，運轉時會產生大量熱量，引起電主軸溫升，使電主軸的熱態特性和動態特性變差，從而影響電主軸的正常工作。因此必須采取一定措施控制電主軸的溫度，使其恒定在一定值內。目前一般采取強制循環油冷卻的方式對電主軸的定子及主軸軸承進行冷卻，即將經過油冷卻裝置的冷卻油強制性地在主軸定子外和主軸軸承外循環，帶走主軸高速旋轉產生的熱量。其雖然能實現一定程度的降溫作用，但是構成復雜，維護成本高，并且冷卻效果不是很理想。

(2)將機床主軸、主軸電機、超聲波換能器、變幅桿等融為一體，并能實現超聲波的良好加工效果，存在相當大的技術難題。高速旋轉的超聲波換能器必須獲得穩定的高頻電源才能使刀具高頻振動，為此均是采用靜止的碳刷接觸高速旋轉的銅銀滑環，進而傳導高頻電源至換能器，此種導電方式稱為接觸導電，其缺點是靜止碳刷在接觸旋轉滑環時產生摩擦磨損，工作一段時間后必須更換碳刷，而且碳刷接觸容易不穩定，碳刷摩擦磨損產生會污染主軸內部的碳粉，故使用時極其不方便且造成一定的維護成本。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種中心冷卻超聲振動高速電主軸，能夠提高冷卻降溫效率，而且能夠避免換能器通過接觸導電導致的碳粉污染，有助于降低維修成本。

本實用新型的目的采用如下技術方案實現：

一種中心冷卻超聲振動高速電主軸，包括主軸外殼、軸芯、旋轉接頭、磁鋼供電裝置、換能器和刀具，所述軸芯樞接于主軸外殼內，所述旋轉接頭和換能器分別固定于軸芯的兩端，所述磁鋼供電裝置通過導電組件與換能器連接，所述刀具安裝于換能器上，所述刀具、換能器、軸芯和旋轉接頭均為中空結構且貫通形成中心冷卻液輸送通路，所述主軸外殼上形成冷卻循環通路。

進一步地，所述主軸外殼設置有內腔，所述導電組件內置于內腔，所述軸芯插設于導電組件上，所述主軸外殼的兩端分別安裝有連接座和防塵蓋，所述連接座套接于主軸外殼上，所述防塵蓋套接于換能器上，所述換能器通過連接法蘭與導電組件連接，所述導電組件上套接有上軸承座和下軸承座，所述上軸承座與導電組件之間設有上軸承噴油隔套，所述下軸承座與導電組件之間設有下軸承噴油隔套。

進一步地，所述軸芯包括拉桿、連接桿、滑動芯、拉爪、刀柄組件和夾頭，所述連接桿插設于拉桿上，所述導電組件套接于拉桿上，所述滑動芯固定于拉桿上且與拉桿同步移動，所述拉爪上開設有用于供滑動芯穿過的滑動內腔，所述拉爪與滑動芯滑動接觸，所述拉爪與換能器卡接，所述刀柄組件與拉爪卡接，所述夾頭固定于刀柄組件上，所述刀具可拆卸地安裝于夾頭上。