[发明专利]超声波旋转头的改进结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波旋转头机械装置，是实现高速旋转超声加工的部件，应用于金属钻、铣加工，石材、陶瓷、宝石、硅片等非金材料的切/磨削加工。

背景技术

超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。目前，超声旋转加工普遍应用电机与超声波换能器间的连接机构(即超声波旋转头)实现传动。现有的超声波旋转头，主要有德式与日式两种技术，德式技术是将电机主轴与换能器轴在空间上视为一根轴，两者通过键连接，此德式技术的不足在于，电机置于超声波发生器外壳之外，造成超声波旋转主轴的长度及体积增加；日式技术是将电机主轴与换能器轴在空间上视为两根轴，此两根轴通过一对齿轮实现连接，此日式技术的不足在于，电机扭矩能的部分，在传递中被消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波旋转头的改进结构，其可将电机扭矩能量的100％传递到换能器，且超声波旋转主轴的长度短、结构紧凑。

本发明的技术方案是这样的：超声波旋转头的改进结构，包括换能器、电机和激流环，上述电机的转子呈中空状且设有可容纳上述换能器的容置腔，上述换能器固定于此容置腔内。

上述换能器内和上述电机的转子内分别轴向开设有相互贯通并通向外界的冷却通道。

上述换能器的套筒延伸出上述转子的容置腔外，且端部开设有上述冷却通道的出水口。

上述激流环固定套设于上述电机的转子外，上述激流环的一侧与上述电机的定子固定连接，上述激流环的另一侧连接一回水转接头，上述冷却通道贯通至此回水转接头，且上述冷却通道的进水口开设于此回水转接头上。

采用上述方案后，本发明的有益效果是，将超声波换能器容纳于电机转子内进行一体化设计，不仅结构紧凑，且可实现电机主轴扭矩零传动，可将电机扭矩能量的100％传递到换能器。且本发明还在换能器内部和电机转子内部开设有冷却通道，可保证换能器进行长时间的高速工作。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的A-A剖示图。

图3为本发明的俯视图。

图4为图2的B-B剖示图。

具体实施方式

本发明的超声波旋转头的改进结构，如图1、2、3、4所示，包括换能器1、电机2、激流环3和回水头4，电机转子21呈中空状且左端设有可容纳换能器1的容置腔211，换能器1固定于容置腔211内。换能器1内部轴向贯穿开设有冷却通道12，换能器1的套筒11延伸出容置腔211外，冷却通道12的出水口121开设于换能器1的套筒11的端部。电机转子21内部轴贯穿向开设有冷却通道212，冷却通道12与冷却通道212相互贯通。激流环3固定套设于电机转子21右端外表面，电机转子21的右端口与激流环3相齐平，激流环3的左侧与电机定子22通过螺栓相连接，回水转接头4包括固定套41和活动嵌于固定套41内的转动芯42，激流环3的另一侧通过螺栓连接回水转接头4的固定套41，转动芯42通过螺纹固定旋设于电机转子21与激流环3相齐平的端口内。转动芯42的外表面开设有环形通水槽421，固定套41上开设有进水口2121，环形通槽421与进水口2121之间开设有进水孔422，环形通槽421与冷却通道212之间开设有进水孔423。冷却水、冷却气或磨削液通过进水口2121导入，经进水孔422进入到环形通槽421内，再从环形通槽421经进水孔423进入到冷却通道212内，再进入冷却通道12，最后从出水口121流出。冷却通道212的两端分别设有连接头2121、2122，当采取水冷方式时，连接头2121、2122可用于连接软管。