[发明专利]一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式感应供电装置，特别涉及一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置。属于超声铣削加工技术领域。

背景技术

传统的超声铣削加工中超声振动系统多采用接触式的供电方式如：采用导电滑环的供电方式，有四大缺陷：一是滑环与供电电刷始终接触导致磨损或损伤严重，不能确保稳定且高可靠性的超声铣削加工作业；二是因供电电刷的接触电火花，同样不能确保稳定且高可靠性的超声铣削加工作业；三是为了减轻滑环的磨损或损伤，对其转速有限制，再加上密封环后，转速更无法提高，因此无法满足超声铣削主轴高速旋转的要求；四是供电装置中旋转部分与静止部分之间存在机械连接，不能满足数控加工中心自动换刀的要求。

基于松耦合变压器研制的非接触式感应供电装置，其供电部分是分开的，可以解决由于摩擦引起的上述问题，在很多旋转超声加工装备中有应用。公告号为：CN102151867B，公告号为2013年5月29日的中国发明专利中公开了《一种基于机床附件化的旋转超声波头》，采用了基于松耦合变压器的非接触式感应供电装置。再如：公告号为CN201393181Y，公告日为2010年1月27日的中国实用新型专利中公开了《回转式非接触超声波电信号传输装置》，采用了罐型磁芯端面感应或同轴圆环磁芯柱面感应的松耦合变压器为超声振动系统进行供电，在不增加任何补偿元件的情况下，利用副边线圈的自感与超声振动系统的容抗实现了副边回路的谐振补偿。

但现有技术方案中的非接触式感应供电装置的特征是：旋转部分与静止部分存在机械接；旋转部分的回转半径与质量均较大；利用副边线圈的自感与超声振动系统的容抗实现副边回路的谐振补偿；若用于超声铣削加工则存在着以下缺点：

1)无法满足数控加工中心自动换刀的要求；

2)旋转部分的回转稳定性低，安装在标准主轴超声铣刀柄上后，无法满足超声铣削主轴高速旋转的要求；

3)副边回路采用的谐振补偿方案在理论上存在缺陷，非接触式感应供电装置的传输能力受限，无法满足大功率超声振动系统的工作需求。

发明内容

(一)发明目的：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置，以满足超声铣削加工可自动换刀、主轴高速旋转、超声振动系统功率大的工作要求。本发明的非接触式感应供电装置旋转部分与静止部分之间没有任何的机械连接，可以满足数控加工中心的自动换刀的要求；结构简单、紧凑，旋转部分的回转半径与质量较小，可以安装在标准主轴超声铣刀柄上，满足超声铣削主轴高速旋转的要求；副边回路采用了经过理论修正的谐振补偿方案，非接触式感应供电装置的传输能力得到提升，满足大功率超声振动系统的工作需求。(二)技术方案：

为实现上述目的，本发明拟采取以下技术方案：

依据附图1、附图2、附图3对本发明的一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置的各组成部分及各组成部分之间的连接关系做如下说明：

依据附图1、附图2可以看出，本发明的一种用于超声铣削加工的非接触式感应供电装置由原边、副边两部分组成。所述原边是静止部分与超声电源连接，超声铣削加工过程中相对于数控加工中心的机座静止不动；所述副边是旋转部分与超声振动系统连接，超声铣削加工过程中随数控加工中心的主轴一同旋转。

如附图2(a)所示，所述原边与所述副边的空间位置关系布置为内外同心圆式，且所述原边在所述副边的外侧；所述原边与所述副边相互之间不存在任何的机械连接，且二者的感应供电部分位于同一水平面上；所述原边的结构是周向上只有大约2/5圆周的不完整圆环柱状结构，所述副边的结构是完整的圆环柱状结构；所述原边的内径比所述副边的外径略大，使得二者在径向上有一较小的间隙。

依据附图3可以看出所述原边由原边磁芯座、原边磁芯、原边线圈构成。该原边磁芯座固定安装在数控加工中心的主轴座上，是确定所述原边空间位置的零件。该原边磁芯与该原边线圈安装在该原边磁芯座内部，是所述原边的感应供电部分。该原边线圈缠绕在该原边磁芯上，是所述原边与超声电源连接的部分。

该原边磁芯座的结构是周向上只有大约2/5圆周的不完整圆环柱状结构，其内径比副边磁芯座的外径略大，使得所述原边与所述副边在径向上有一较小的间隙。该原边磁芯座内圆面上加工有台阶内圆槽，原边磁芯与原边线圈安装在台阶内圆槽内部；外表面上加工设有定位与紧固结构，能通过支架、拨叉等零件将该原边磁芯座安装在数控加工中心的主轴座上。