[实用新型]一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴

说明书

本实用新型公开一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，涉及微细特种加工技术领域，包括动力源模块、动力传动模块和引电模块，所述动力源模块包括动力源和连接件，所述动力源通过所述连接件与所述动力传动模块连接；所述动力传动模块包括绝缘套筒和微细超声振动系统，所述微细超声振动系统安装于所述绝缘套筒内，所述绝缘套筒与所述连接件连接；所述引电模块安装于所述绝缘套筒的外侧。本实用新型结构紧凑、轻便、性能优良、方便实用，可以实现微细超声加工、微细超声振动辅助电火花加工、微细超声振动辅助电解加工。

技术领域

本实用新型涉及微细特种加工技术领域，特别是涉及一种轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴。

背景技术

超声加工是利用超声振动的工具或工件，在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击以及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声振动进行加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。微细超声加工是在超声加工的基础上，减小工具头与磨粒尺寸以及振幅值实现的。微细超声加工技术是超声加工技术向高精度、微细化发展的重要方向；微细超声加工技术适用于半导体、光学玻璃、工程陶瓷等各种高强度、耐高温、耐磨损硬脆材料元器件的精密微细制造。

微细电火花加工又称为放电加工或电蚀加工，它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，利用放电时产生的瞬时、局部高温将金属材料蚀掉。加工过程中，工具与工件不接触。该技术已经广泛应用于诸如硬质合金、模具钢、淬火钢、聚晶金刚石等硬质、难加工材料的微细加工，亦可用于加工低刚度和复杂表面形状工件的微细加工。微细超声振动辅助微细电火花加工相对于无超声振动辅助的微细电火花加工，在微细电火花放电状态、加工效率、加工精度、材料去除率、电极磨损、以及表面粗糙度等方面具有较好的优势。一是超声振动能改善微细电火花加工过程的放电状态，可以提高材料去除率并减小工具电极相对损耗率，提高加工精度。二是超声振动有助于工作液的循环和清除间隙区的碎片，工作液振动引起的搅拌效应甚至会使间隙区内的碎片和碳颗粒分散，从而减少短路和异常放电，最终提高加工速度。

微细电化学加工分为微细电解加工和微细电镀加工，是通过化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料的特种加工方法，现已广泛应用筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的精密超精密微细加工。微细超声振动辅助施加到微细电解加工中，微量超声加工效应辅助及时去除电解产物，微细超声振动可有效降低电解加工过程中短路的发生；微细电解加工在加入超声振动致使加工区域的电解液扰动，其定域蚀除能力、加工稳定性、加工精度及工件表面质量均得到了改善。

微细超声加工、微细超声振动辅助微细电火花加工和微细超声振动辅助微细电解加工的实施基础是相对应的微细超声加工、微细超声振动辅助微细电火花加工机床和微细超声振动辅助微细电解加工机床，而微细超声加工、微细超声振动辅助加工机床关键核心部件是其对应的主轴。微细超声加工和微细超声振动辅助加工主轴需要实现的功能共同点为：一是主轴需要能够安装微细超声振动系统、二是主轴需要高精度旋转、三是需要将微细电火花电源或者微细电解电源的一极引入到微细工具上。目前，微细超声加工或微细超声振动辅助加工比较普遍的是将微细超声振动施加在工件上，用电机驱动的V块主轴作为机床的主轴，这种方式实现的微细超声加工或微细超声振动辅助加工存在以下一些问题：一是工件很难安装到超声振动工作台上实现声能的有效传输；二是对工件尺寸有限制，工件超过一定的尺寸微细超声工作台无法驱动；三是电机驱动的主轴转速可调范围有限，转速也不高，一般为0-5000r/min，难以实现可调范围广、较高速的旋转加工；四是加工装置比较复杂，结构不是很紧凑；五是主轴与机床本体之间不能良好的电绝缘，影响加工效率和加工质量。

因此，亟需提供一种新的轻便型的微细超声或微细超声振动辅助加工主轴，以解决现有技术中所存在的上述问题。

实用新型内容