[发明专利]一种复合材料超声波切割主轴及加工方法

权利要求书

1.一种复合材料超声波切割主轴，具有由超声振动总成（４）提供的超声振动功能和由伺服电机（7）提供的主轴运动功能，其特征在于超声振动总成（４）包括压电换能器（1）和超声波变幅杆（3），超声振动总成（４）和轴芯（6）通过螺钉固定连接构成轴芯体总成（15），轴芯（6）右端设有空腔，空腔用于放置压电换能器（1），压电换能器（1）上的超声电线（101）一端连接超声波变幅杆（3），另一端从轴芯的中心通孔中穿过，从槽孔中穿出连接外部的超声发生器；轴芯体总成（15）与主轴外壳（9）通过第一轴承（12）和第二轴承（13）装配连接构成主轴，主轴外壳（9）上连接有主轴端盖（14），伺服电机（7）配合设置在主轴外壳（9）左侧，轴芯（6）左端的长杆部分还设有集电环（11）和联轴器（8），主轴的长杆轴套端部通过联轴器（8）与伺服电机（7）连接，集电环（11）通过超声电线（101）连接压电换能器（1）和超声发生器；所述超声振动总成（4）的超声波变幅杆（3）末端连接有超声刀具（23）。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于所述轴芯（6）长杆上开设有穿线套孔，穿线套孔为L形结构，用于安装超声电线（101）；轴芯体总成（15）中的压电换能器（1）、超声波变幅杆（3）和轴芯（6）装配后整体加工，保证轴芯组成的同心度及主轴整体同心度和径向跳动的精度，起到提高主轴同心作用。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于超声波变幅杆（3）与主轴轴芯（6）连接后由第一螺栓（5）加固。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于伺服电机（7）采用功率小于等于1KW的伺服电机。

5.根据权利要求2所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于

超声波变幅杆（3）右端端面与超声刀具（23）的连接上圆盘面大小相同。

6.根据权利要求1-3任一所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于所述超声波变幅杆（3）末端开设有内螺纹孔，超声刀具（23）设置在超声波变幅杆（3）末端，并由刀具螺钉（16）拧入螺纹孔固定。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于主轴轴芯（6）长杆的左端开设有工艺中心孔（601）。

8.根据权利要求1-3任一所述的一种复合材料超声波切割主轴，其特征在于所述超声刀具（23）为超声圆形刀（17）、超声尖形刀（18）或碟形圆形刀（19）。

9.一种基于权利要求1所述超声波切割主轴的加工方法，其特征在于包括如下步骤：

1）将压电换能器（1）和超声波变幅杆（3）通过高强度螺栓（2）固定在一起，成为超声振动总成（4）；

2）将压电换能器（1）置于轴芯（6）一端的空腔内，超声振动总成（４）与轴芯（6）通过第一螺钉（5）固定，装配成一个轴芯体总成；该组成经过轴芯长杆处打中心孔（601）和超声波变幅杆螺纹孔处中心孔固定有机床进行车削磨削加工，达到要求的加工精度。