[发明专利]一种分布式无线传能的旋转超声加工装置

摘要

本发明公开了一种分布式无线传能的旋转超声加工装置。压电陶瓷装于刀柄内腔，并通过铝垫、压帽固定在变幅杆上；初级磁芯与机床电主轴外缘相连，与次级磁环通过松耦合系统相连并留有一定间隙；次级磁环由多个线圈结构串联而成，每个线圈分别在一定角度范围内与初级磁芯相对。本发明通过合理的设计实现超声能量的非接触传输，使旋转超声加工不再受限于接触式传输的低速状态；采用合理的发射块尺寸参数使得装置可应用于加工中心等大型机床设备的自动换刀要求；分布式的次级磁环结构使得初级磁芯与次级磁环相对面积始终保持一致，极大提高了非接触传能的耦合系数，提升了传能效率，解决了旋转超声加工非接触传能的能量损耗问题。

主权项

1.一种分布式无线传能的旋转超声加工装置，其特征在于：包括超声磨头(1)、变幅杆(3)、初级磁结构(5)、次级磁结构(4)和刀柄壳体(6)，变幅杆(3)的中部通过法兰连接结构密封连接到刀柄壳体(6)的开口端面，位于刀柄壳体(6)内外的变幅杆(3)两端分别作为变幅杆(3)的内端和外端，法兰与内端之间的变幅杆(3)上固定有压电陶瓷(8)，变幅杆(3)的外端同轴固定连接超声磨头(1)；刀柄壳体(6)的外周面沿轴线方向依次套设有初级磁结构(5)和次级磁结构(4)，初级磁结构(5)固定在机床上且不随刀柄壳体(6)运动，次级磁结构(4)固定在刀柄壳体(6)上随刀柄壳体(6)同步运动；/n次级磁结构(4)包括次级磁环保护壳(41)、次级磁芯(42)和次级线圈(43)，次级磁环保护壳(41)的内周面固定连接在刀柄壳体(6)的外周面，次级磁环保护壳(41)沿周向开有环形开口空腔，多个相同的次级磁芯(42)沿次级磁环保护壳(41)的完整周向依次嵌装在环形开口空腔中，多个次级磁芯(42)依次紧密连接形成完整的次级磁环，每个次级磁芯(42)均绕设有次级线圈(43)，所有次级线圈(43)依次串联后再与压电陶瓷(8)连接；/n初级磁结构(5)包括初级磁芯保护壳(51)、初级磁芯(52)和初级线圈(53)，初级磁芯保护壳(51)沿周向开有弧形开口空腔，弧形开口空腔和次级磁环保护壳(41)的环形开口空腔的开口面相对，单独一个初级磁芯(52)固定嵌装在弧形开口空腔中，初级磁芯(52)的结构与单个次级磁芯(42)的结构相同，初级线圈(53)绕设在初级磁芯(52)的方式与次级线圈(43)绕设在次级磁芯(42)的方式相同，初级磁芯(52)朝向弧形开口空腔的开口面的端面作为初级磁环面，次级磁环朝向环形开口空腔的开口面的端面作为次级磁环面，次级磁环面与初级磁环面之间具有间隙，刀柄壳体(6)带动次级磁环旋转的任意时刻下，次级磁环面中正相对于初级磁环面的面积始终保持相同。/n