[发明专利]可调式磁块磁力支承旋转超声刀柄

说明书

本申请是原申请2014107210373的分案申请，原申请的申请日是2014年12月2日，申请号是2014107210373，发明创造名称是可调式磁块磁力支承旋转超声刀柄。

技术领域

本发明涉及可调式磁块磁力支承旋转超声刀柄。

背景技术

工程陶瓷、光学玻璃、人工晶体等硬脆性材料因具有硬度高、化学稳定性好、不易氧化、耐磨损、耐腐蚀等优点而被广泛应用。然而，这些硬脆性材料具有极高的硬度和脆性，其加工十分困难。超声波加工是近几十年逐步发展和应用的一种新型加工方法，大量的理论与实验研究表明，在硬脆性难加工材料的精密加工中超声波加工具有普通加工方法无法比拟的工艺效果。为了更好的发挥超声波加工的优势，通常将超声波加工与其它传统加工结合应用，如超声振动辅助磨削、超声振动辅助切削、超声振动辅助铣削和超声振动辅助钻削等，在这些传统的加工中加入超声振动辅助能大大提高加工精度和加工效率。

旋转超声加工是一种将超声加工和传统机械加工相结合的复合加工方法。加工时工具一边作超声频小振幅的纵向振动，同时又绕其轴线作高速旋转。这样即克服了超声加工效率较低的特点，又提高了传统机械加工的精度和效率。为了扩大旋转超声加工的应用，现已将超声振动系统与刀柄相结合设计出超声刀柄。该刀柄可直接与机床主轴相连接实现高速旋转运动，超声振动则由超声发生器通过变幅杆带动加工工具做纵向超声振动。整个超声振动系统则通过变幅杆上零振幅位置点与刀柄外壳固定，在刀柄外壳带动下做高速旋转运动。目前所设计的超声刀柄中超声振动系统连同加工工具仅仅通过变幅杆上零位移节点对其进行固定，且固定处轴向宽度较小，因此，造成该刀柄的径向刚度小、加工工具与机床主轴的同轴度低，且当刀柄做高速旋转运动时，振动系统后端和工具端都会由于偏心而产生一定的晃动，严重影响加工精度。为了提高旋转轴的径向刚度和稳定性，通常需在轴的两个位置进行固定和限制，然而，超声振动由于沿轴向会存在超声波的振动，当对超声振动轴进行径向夹持时，会阻碍其轴向的振动，使得超声波能量损失，同时引起振动系统发热。因此，目前都只是在变幅杆上振幅为零的位置点对超声系统进行固定。稳定性差，径向刚度低，使得加工精度降低。

发明内容

本发明提供了可调式磁块磁力支承旋转超声刀柄，其克服了背景技术所存在的不足。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：可调式磁块磁力支承旋转超声刀柄，它包括机床、转动装接在机床的刀柄壳体(10)和装接在刀柄壳体(10)内的超声波系统，超声波系统包括变幅杆(21)，变幅杆(21)之前端与刀柄壳体(10)相固定连接，其特征在于：它还包括活动装接在刀柄壳体(10)的若干块状磁铁(31)和固定装接在变幅杆(21)之后端的环形磁铁(32)，若干块状磁铁(31)环形间隔布置在环形磁铁(32)之外周，且块状磁铁(31)之内面之极性与环形磁铁(32)之外周面之极性相同，通过块状磁铁(31)与环形磁铁(32)同性相斥的作用以使变幅杆(21)之后端与刀柄壳体(10)之间在径向上能无接触的相对固定，同时调整块状磁铁(31)以改变块状磁铁(31)与环形磁铁(32)之间的间距进而调整块状磁铁(31)与环形磁铁(32)之间的磁力大小。

一较佳实施例之中：所述刀柄壳体(10)设有若干贯穿刀柄壳体(10)内外且环形间隔布置的第一螺孔(11)，第一螺孔(11)之内端与环形磁铁(32)相对应，另设有若干调节螺栓(12)，一个块状磁铁(31)固定粘接在一个调节螺栓(12)上，调节螺栓(12)与第一螺孔(11)相螺接配合。

一较佳实施例之中：所述块状磁铁(31)粘接在调节螺栓(12)上。

一较佳实施例之中：所述超声波系统还包括压电陶瓷(41)，变幅杆(21)之后端外周设有第一台阶面(22)和第二台阶面(23)，压电陶瓷(41)下端面与第一台阶面(22)相靠接，环形磁铁(32)套接在变幅杆(21)外且其底端面与压电陶瓷(41)上端面相靠接，另设有固定套(24)和锁固件(25)，固定套(24)套接在变幅杆(21)外且其底端面与第二台阶面(23)和环形磁铁(32)之顶端面相靠接，锁固件(25)将固定套(24)、环形磁铁(32)和变幅杆(21)锁接在一起。

一较佳实施例之中：所述锁固件(25)为螺栓，变幅杆(21)之后端开设有纵向延伸的第二螺孔(26)，螺栓之螺帽顶抵在固定套(24)之顶端面，螺栓之螺杆伸入第二螺孔(26)内且与第二螺孔(26)相螺接配合。