[发明专利]一种通用型频率匹配式纵-扭复合超声振动铣、钻削装置

摘要

一种通用型频率匹配式纵‑扭复合超声振动铣、钻削装置，包括机床主轴、主轴外壳、超声波电源、超声无线电能传输系统、安装筒、套筒、纵向超声振动换能器、空心螺旋沟槽式变幅杆、弹性夹头、压紧螺母和刀具；本发明通过调整橡胶塞和密封圈的位置来改变圆柱槽内流体体积，或者更换流体的种类等，以改变纵‑扭复合超声振子的质量，以补偿夹装不同刀具杆时的频率的损失或者增加，从而实现夹装不同刀具杆时，超声装置的谐振频率、振动模态及振形的一致性，大大提高了装置的通用性。且纵向振动和扭转振动效果均有一定的增强，大大提高了工作效率，更好的发挥纵扭复合振动的优势。

主权项

1.一种通用型频率匹配式纵‑扭复合超声振动铣、钻削装置，其特征在于：包括机床主轴、主轴外壳、超声波电源、超声无线电能传输系统、安装筒、套筒、纵向超声振动换能器、空心螺旋沟槽式变幅杆、弹性夹头、压紧螺母和刀具；机床主轴的动力输出端垂直向下设置，机床主轴、安装筒、套筒、空心螺旋沟槽式变幅杆和刀具具有同一条回转中心线，机床主轴下端与安装筒上端同轴向传动连接，安装筒下部伸出主轴外壳，套筒上部套在主轴外壳下部，套筒上部外侧通过抱箍与主轴外壳下部紧固连接，超声无线电能传输系统可拆卸连接在套筒下端和安装筒上部外侧之间，纵向超声振动换能器设置在安装筒内，空心螺旋沟槽式变幅杆上端通过双头螺栓与纵向超声振动换能器下端同轴向固定连接，空心螺旋沟槽式变幅杆上设有安装盘，安装盘通过安装螺栓固定连接在安装筒的下端面，刀具上端通用弹性夹头安装在空心螺旋沟槽式变幅杆下端部，压紧螺母套在刀具的刀杆外并与空心螺旋沟槽式变幅杆下端外部螺纹紧固连接；超声波电源通过电源线与超声无线电能传输系统连接；超声无线电能传输系统包括均呈圆环形结构的固定感应盘和旋转感应盘，固定感应盘套在旋转感应盘外部，固定感应盘通过紧固螺栓固定设置在套筒下端面，旋转感应盘套在安装筒外部，旋转感应盘下端面设有连接套，连接套通过紧固螺钉与安装筒外壁连接，固定感应盘内圈开设有内侧敞口的外环形槽，旋转感应盘外圈开设有外侧敞口的内环形槽，外环形槽内设置有固定磁芯及线圈，内环形槽内设置有旋转磁芯及线圈，旋转磁芯及线圈和固定磁芯及线圈位于同一水平面且内外对应设置；固定感应盘外侧设置有航空插头，超声波电源的电源线与航空插头连接；安装筒侧部开设有穿孔，旋转感应盘与纵向超声振动换能器之间通过穿过穿孔的导线连接；纵向超声振动换能器包括换能器本体，换能器本体上自上而下依次设置有四层压电陶瓷片，换能器本体顶部通过预紧螺栓压紧四层压电陶瓷片，压电陶瓷片外侧连接有电极片，电极片与所述的导线连接，换能器本体下侧部开设有上扳手卡槽；空心螺旋沟槽式变幅杆包括自上而下依次设置的上圆柱段、中圆锥段和下圆柱段，上圆柱段的外径等于中圆锥段上端的外径，中圆锥段下端的外径等于下圆柱段的外径，中圆锥段呈上粗下细的结构，上圆柱段侧部开设有下扳手卡槽，安装盘设置在上圆柱段的外部，中圆锥段沿圆周方向均匀开设四个可使纵振转换为扭转复合振动的螺旋槽，每个螺旋槽均沿轴向呈螺旋布置，螺旋槽槽深和槽宽分别为6mm和8mm；中圆锥段和下圆柱段由下端向上沿轴线开设有直径为10mm、长度为44mm的圆柱槽，圆柱槽内注入有配重液体，圆柱槽内设置有封堵并密封配重液体的橡胶塞和密封圈；圆柱槽的下端口处为与弹性夹头配合的喇叭口结构。