[发明专利]超磁致伸缩超声刀柄

说明书

本发明公开了一种超磁致伸缩超声刀柄，包括刀柄及换能器，刀柄的外侧壁上设有导电轴承、弹性挡圈及套管，弹性挡圈及套管对导电轴承进行固定；导电轴承外设置有外壳，外壳上、下两端均设有端盖；沿刀柄轴向设有中心通孔，刀柄的下部具有容置腔体，容置腔体上端设有风扇叶片，通过螺钉将风扇叶片固定，风扇叶片下方设有换能器。本发明解决现有的超磁致伸缩换能器的发热问题，实现了超声能量的有效传输。

技术领域

本发明属于超声加工技术领域，具体涉及一种超磁致伸缩超声刀柄。

背景技术

在硬脆材料高速切削加工中，工具头旋转的同时附加超声频机械振动，能够减小切削力，提高加工质量，延长刀具寿命。目前，在超声加工技术领域，压电陶瓷是超声换能器广泛应用的激振材料，但由于压电陶瓷的功率密度比较小，并且存在过热失效，易碎等不足之处。超磁致伸缩材料具有磁致伸缩应变大，能量密度高，响应速度快等优点，是大功率，大振幅的研究方向。由于超磁致伸缩材料存在磁滞效应和涡流效应，以及励磁线圈要在高频下工作，会产生大量的热，严重影响超磁致伸缩换能器的性能。

目前，通常采用的超声电能传输方式主要分为非接触式的和接触式的，非接触式的超声能量传输装置采用电磁耦合能量传输原理，由于磁路存在间隙，存在很大的漏磁，能量传输效率不高；接触式的电能传输装置目前大多数采用导电滑环。

发明内容

本发明的目的是提供一种超磁致伸缩超声刀柄，解决现有的超磁致伸缩换能器的发热问题。

本发明所采用的技术方案是：

超磁致伸缩超声刀柄，包括刀柄及换能器，刀柄的外侧壁上设有导电轴承、弹性挡圈及套管，弹性挡圈及套管对导电轴承进行固定；导电轴承外设置有外壳，外壳上、下两端均设有端盖；

导电轴承包括由内到外依次设置的内圈、滚动体及外圈，内圈一端端面上设有动环，内圈和动环之间设有绝缘片，动环与绝缘片粘结在内圈上；外圈上设有静环，外圈一端端面上设有螺纹孔，静环通过绝缘螺钉固定在外圈上，并在绝缘螺钉上设置弹簧，实现静环和动环有效接触；

沿刀柄轴向设有中心通孔，刀柄的下部具有容置腔体，容置腔体上端设有风扇叶片，通过第一螺钉将风扇叶片固定，风扇叶片下方设有换能器；

换能器包括由内向外依次设置在容置腔体内的预紧螺栓、超磁致伸缩棒及导磁圆筒，超磁致伸缩棒的上、下两端均沿其中心由近及远均依次设有永磁体及导磁块，位于超磁致伸缩棒上端的导磁块的上端连接有后盖板，靠近超磁致伸缩棒下端的导磁块外部套设导磁片；导磁圆筒内设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，线圈连接有引线，导磁片位于导磁圆筒下端，导磁片下端设置有前盖板；后盖板、超磁致伸缩棒上、下两端设置的永磁体及导磁块、超磁致伸缩棒及前盖板之间通过预紧螺栓固定起来，并由预紧螺栓为超磁致伸缩棒提供预紧力；前盖板下端连接有变幅杆；前盖板通过第三螺钉与刀柄固定连接。

本发明的特点还在于：

导磁圆筒轴向开有一个十字型的槽。

前盖板与变幅杆之间设有螺杆，前盖板与变幅杆通过螺杆连接。

位于外壳上端的端盖上表面设有止动片，通过第二螺钉将外壳、端盖、止动片固定起来。

本发明的有益效果是：从结构上说明本发明装置的特点

(1)采用冷气对超磁致伸缩换能器进行冷却，刀柄下部的容置腔体内设有叶片的设置，是为了进一步产生气压，形成冷风，进入到超磁致伸缩换能器内进行冷却；对叶片的角度进行调整，进而对进入换能器中的风量和风压进行调整；导磁圆筒上设有通气的槽，确保冷却气体顺利通过的同时，最大限度的减小无效磁场能量消耗；

(2)导电轴承的内圈端面上设有动环，内圈和动环之间设有绝缘片，外圈上设有螺纹孔，静环通过绝缘螺钉固定在外圈上，在绝缘螺钉上设置弹簧，可以实现自动预紧，使静环和动环有效地接触，实现超声能量的有效传输；