[发明专利]热装式超磁致伸缩超声刀柄

说明书

本发明提供了一种热装式超磁致伸缩超声刀柄，包括：刀柄壳体，设置有第一中心孔；换能器，设置在第一中心孔内且与刀柄壳体内壁间隙配合；变幅杆，由导磁不锈钢制成，变幅杆与换能器连接，变幅杆与换能器接触的端面设置在振动的振幅最大值面处，变幅杆在振幅最小值面处设置有锥面结构，刀柄壳体对应地设置有与锥面结构配合的锥形孔，变幅杆的锥面结构压紧于锥形孔中，变幅杆远离换能器的一端中心位置上具有刀具安装孔；以及刀具，由硬质合金制成，且热装紧固在刀具安装孔内。本发明的变幅杆与刀柄壳体在节面的锥形固定结构，保证安装的同轴度和超声振子预紧状态不受负载冲击作用，提高超磁致伸缩超声加工系统的抗负载能力。

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，更为具体地，涉及一种热装式超磁致伸缩超声刀柄。

背景技术

根据大量理论与实验研究表明，超声加工是一种加工脆硬材料的有效方法，而超磁致伸缩材料由于其具有能量密度大、稳定性高、导热性好等优点，使得大功率、高稳定性的超声加工成为可能。超声加工可以有效地提高加工效率与加工质量，目前已广泛应用于旋转超声加工系统的研制，但针对超声加工稳定性问题，仍然存在许多问题亟待解决。

在进行难加工材料的超声加工过程中，如果超声刀柄结构设计不当，工件负载不仅会影响到系统谐振状态，同时也会通过负载的反作用力对超声振子预紧状态产生影响，直接导致系统抗负载能力下降，超声被抑制；同时，超声刀柄的同轴度安装问题，也会很大程度上影响加工精度。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种热装式超磁致伸缩超声刀柄，以解决现有技术中超声刀柄设计不当而影响加工精度的问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：

一种热装式超磁致伸缩超声刀柄，所述超声伸缩刀柄包括：

刀柄壳体，其内设置有第一中心孔；

换能器，其设置在所述第一中心孔内且与所述刀柄壳体内壁间隙配合；

变幅杆，其由导磁不锈钢制成，所述变幅杆设置在所述第一中心孔中且所述变幅杆与所述第一中心孔内壁间隙配合，所述变幅杆的一端与所述换能器连接，所述变幅杆与所述换能器接触的端面设置在所述换能器产生振动的振幅最大值面处，所述变幅杆在所述换能器产生振动的振幅最小值面处设置有锥面结构，所述刀柄壳体对应地在振幅最小值面处设置有与所述锥面结构配合的锥形孔，所述变幅杆的锥面结构压紧于所述锥形孔中以使得所述变幅杆与所述刀柄壳体在此处接触连接，所述锥形孔与所述第一中心孔连通，所述变幅杆的另一端中心位置上设置有刀具安装孔；以及

刀具，其由硬质合金材料制成，所述刀具热装紧固在所述刀具安装孔内。

进一步地，所述刀柄壳体上还具有第二中心孔，所述第二中心孔设置在所述锥形孔远离所述第一中心孔的端侧，所述超声伸缩刀柄还包括锁紧压块，所述锁紧压块具有轴向通孔，所述锁紧压块的轴向通孔穿过所述变幅杆的所述另一端固定在所述第二中心孔中且所述锁紧压块靠近所述换能器的端面与所述变幅杆相抵靠以将所述变幅杆锁紧在所述刀柄壳体内。

进一步地，所述轴向通孔的内壁与所述变幅杆不接触。

进一步地，所述锁紧压块径向上的端面与所述刀柄壳体径向上的端面不接触。

进一步地，所述锁紧压块与所述刀柄壳体通过螺纹连接，所述螺纹的旋向与机床主轴转向一致。

进一步地，所述换能器包括：

预紧压块，其设置在所述第一中心孔内且与所述刀柄壳体内壁不接触；

振动体，其包括超声振子和套设在所述超声振子外的励磁结构，所述超声振子一端的端面与所述预紧压块靠近所述变幅杆的端面相抵靠；以及