[发明专利]一种旋转超声换能器分体式双法兰支撑装置

说明书

本发明提供一种旋转超声主轴超声换能器分体式双法兰支撑装置，主轴为了支撑双法兰超声换能器，需要加工两个锥面。而主轴的里锥面因为较深而难以加工。本发明将主轴一分为二，解决主轴内部锥面难加工问题。通过磨配两段主轴的长度，使两组锥面同时紧密配合。

技术领域

本发明涉及一种旋转超声主轴超声换能器分体式双法兰支撑装置，属于机械制造领域。

背景技术

近年来，随着对超声加工研究的深入，其加工优势也逐步体现出来。旋转超声磨削是将传统研磨和超声加工结合起来的复合加工技术。如图1所示，在工具以一定的振幅做轴向超声振动外，同时还相对于工件做高速的旋转运动。使用旋转超声磨削技术可以提高硬脆材料的加工质量和加工效率。经过大量的研究表明，旋转超声磨削相比传统研磨能大大的降低磨削力，减少热量产生，降低能耗，提高砂轮寿命，提高工件表面加工质量，提高加工效率。

超声换能器是超声加工的核心部件，它提供高频轴向振动；主轴提供高速旋转运动。根据超声传播理论，可得超声换能器各质点纵振示意图。如图2所示，超声换能器上各横截面上所有质点都做纵向振动，其振幅大小为振幅曲线上的值。由图可知，在超声换能器节面上的振幅为零，即节面上不震动。根据此特性，可在超声换能器节面上设计法兰，用以固定在主轴上。根据需要可以在超声换能器上设计多个节面，因此也可以在各个节面上设计多个法兰。目前采用的安装方式有单法兰和双法兰。

如图3所示，超声换能器4通过一个第一法兰402安装在主轴上，尾部悬空。

如图4所示，超声换能器通过两个法兰安装在主轴上。其特征在于，在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，两个锥面的锥度相同且同轴。由于里锥面处于主轴较深的内部，并且要求精度很高，因此加工困难。超声换能器上两个锥面同时压紧于主轴上两个锥面，是过定位，装配起来较为困难。主轴上(超声换能器上也是如此)的两个锥面之间的距离不可调节，不利于控制两组锥面配合紧密程度，即难以使两组锥面同时紧密配合。

现有技术中存在如下缺点：

1、里锥面处于主轴较深的内部，并且要求精度很高，当磨削时，磨棒较长，导致磨棒刚性很差，加工精度低，在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，里锥面加工困难；

2、在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，主轴上的两个锥面之间的距离不可调节，不利于控制两组锥面配合紧密程度，即难以使两组锥面同时紧密配合，超声换能器上两个锥面同时压紧于主轴上两个锥面，是过定位，装配起来较为困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种旋转超声主轴超声换能器分体式双法兰支撑装置。主轴为了支撑双法兰超声换能器，需要加工两个锥面。而主轴的里锥面因为较深而难以加工。本发明将主轴一分为二，解决主轴内部锥面难加工问题。通过磨配两段主轴的长度，使两组锥面同时紧密配合。

本发明的一个方面，提供一种旋转超声主轴超声换能器分体式双法兰支撑装置，包括主轴5、超声换能器4，主轴5由左主轴501、右主轴502组成，主轴进行粗加工后，用线切割将主轴一分为二；分别在两段主轴上加工锥面、连接处加工螺纹；将两段主轴拧紧，再在主轴内外表面进行精加工；超声换能器4由前盖板变幅杆401、压电陶瓷片403、第二法兰404、电极片405、后盖板406组成，压电陶瓷片403、第二法兰404、电极片405位于前盖板变幅杆401与后盖板406之间，其二者通过螺纹连接，前盖板变幅杆401中的第一法兰402外圆柱面做成锥面，该锥面与左主轴501上对应的锥面配合，并用螺纹端盖3压紧于左主轴501上，第二法兰404外圆柱面做成锥面，该锥面与右主轴502上对应的锥面配合，其特征在于，将主轴一分为二，在左主轴501内表面上加工出一个锥面，该锥面与第一法兰402上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合，在右主轴502内表面上加工出一个锥面，该锥面与第二法兰404上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合，在两段主轴连接处分别加工出螺纹，两段主轴采用螺纹连接，在装配时磨配两段主轴连接处螺纹段的长度，使得两组配合的锥面同时压紧。