[发明专利]一种新型集成式单激励超声振动刀柄

说明书

本发明公开了一种新型集成式单激励超声振动刀柄，包括HSK刀柄、无线传输机构、压电陶瓷换能器、变幅杆组件和砂轮固定组件；无线传输机构包括发射组件、接收组件，发射组件与机床电机主轴联结固定，接收组件设置在HSK刀柄外侧顶部，HSK刀柄的一端设置有安装凹槽和线路通孔，压电陶瓷换能器设置在安装凹槽内且压电陶瓷换能器与接收组件电性连接；变幅杆组件包括一级变幅杆；一级变幅杆的一端通过螺纹紧固件与HSK刀柄相连接，一级变幅杆的另一端与二级变幅杆相连接；所述砂轮固定组件包括砂轮片、压板、紧固螺栓，砂轮片设置在压板与二级变幅杆之间，紧固螺栓依次穿过压板、砂轮片、二级变幅杆后与一级变幅杆相连接。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种新型集成式单激励超声振动刀柄。

背景技术

超声加工具有能量集中、瞬间作用、快速切削的特性，已成为难加工材料精密高效加工的主要形式，加工过程中换能器利用压电逆效应将频率电信号转换为高频的超声振动，并通过变幅杆将振动传递至工具端，实现刀具与工件的断续接触切削，能够有效降低切削力、切削热和刀具磨损，提升加工质量与加工效率。

然而，现有的超声加工装置存在结构复杂、体积大、发热严重、集成化程度低等特点，且振动形式多为一维纵向振动或二维椭圆振动，难以满足诸如窄深槽磨削、薄板切割等需要砂轮或锯片径向振动的工况，研发一种结构简单、使用便利、高度集成化且具有径向振动形式的单激励超声刀柄对超声加工技术在窄深槽磨削、薄板切割等领域的应用和发展具有重大意义。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、使用便利的新型集成式单激励超声振动刀柄。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种新型集成式单激励超声振动刀柄，包括HSK刀柄、无线传输机构、压电陶瓷换能器、变幅杆组件和砂轮固定组件；所述无线传输机构包括发射组件、接收组件，发射组件、接收组件在系统工作时相对布置，且发射组件、接收组件之间设置有隔断间隙，发射组件可在系统工作时与机床电机主轴联结固定，接收组件呈环形状设置在HSK刀柄外侧顶部，HSK刀柄的一端设置有安装凹槽和线路通孔，所述压电陶瓷换能器设置在安装凹槽内且压电陶瓷换能器与接收组件电性连接；所述变幅杆组件包括一级变幅杆、二级变幅杆、螺纹紧固件；一级变幅杆的一端通过螺纹紧固件与HSK刀柄设置有安装凹槽的一端相连接，一级变幅杆的另一端与二级变幅杆的一端相连接，二级变幅杆的另一端呈渐开线式扩径结构且二级变幅杆的另一端端面设置有呈环形阵状的第一贯穿通孔；所述砂轮固定组件包括砂轮片、压板、紧固螺栓，所述砂轮片设置在压板与二级变幅杆之间，压板上设置有呈环形阵状的第二贯穿通孔，紧固螺栓的一端依次穿过压板、砂轮片、二级变幅杆后与一级变幅杆相连接。

进一步的，所述一级变幅杆靠近HSK刀柄的一端设置有固定法兰且固定法兰嵌接在安装凹槽内，所述螺纹紧固件套接在一级变幅杆外侧，螺纹紧固件的一端插入安装凹槽内且螺纹紧固件的外侧壁与安装凹槽的内侧壁螺纹连接。

进一步的，所述一级变幅杆靠近二级变幅杆的一端设置有第一限位凸起，所述二级变幅杆靠近一级变幅杆的一端设置有第一限位凹槽，当二级变幅杆与一级变幅杆相连接时，第一限位凸起嵌接在第一限位凹槽内。

进一步的，所述二级变幅杆为中空结构，二级变幅杆远离一级变幅杆的一端设置有限位凸台；所述限位凸台的外径与砂轮片的内径相适配。

进一步的，所述压电陶瓷换能器由若干个压电陶瓷块依次叠加制成，所述若干个压电陶瓷块相互并联。

进一步的，所述发射组件包括主边保护套及设置在主边保护套内的主边磁芯；所述接收组件包括副边保护套及设置在副边保护套内的副边磁芯，主边保护套、副边保护套均呈环形状套接在HSK刀柄外侧，主边保护套、副边保护套相对设置且主边保护套、副边保护套之间设置有隔断间隙，主边磁芯、副边磁芯外侧均卷绕有感应线圈。