CN105478809A - 一种分体式超声波电主轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分体式超声波电主轴，包括超声波振动单元、驱动单元；所述超声波振动单元、驱动单元通过连接体连接。所述超声波振动单元包括前机壳，前机壳内设有转子轴、动圈、定圈、分别设在转子轴两端的前轴承和后轴承；所述驱动单元包括后机壳、定子部件、转子部件、主轴，定子部件安装于后机壳内壁，转子部件安装于主轴上，所述主轴前端与旋转接头连接，所述主轴经旋转接头带动转子轴转动。通过连接体将超声波振动单元、驱动单元紧密结合，使其结构紧凑、能够减小加工阻力；可方便替换维修驱动单元、超声波振动单元；通过调整驱动单元的功率以及替换不同规格的定圈、动圈，可调整分体式超声波电主轴整机的功率。

Description

一种分体式超声波电主轴
技术领域
本发明涉及电主轴，尤其是涉及一种分体式超声波电主轴。
背景技术
超声波电主轴利用刀具在轴向高频振动，使得刀具高速旋转切削工件，可以减小加工阻力，提高加工效率，明显提高加工面粗糙度，刀具因本身高频振动而不沾残屑，极大延长刀具使用寿命,残留加工应力小等优势，适合强化玻璃、半导体等零件加工以及石英、氧化铝等硬脆材料的加工。现有技术中依然存在很多问题，比如：1、结构不紧凑，导致超声波传递距离长，超声能效差；2、采用一体式结构，当主轴、转子轴损坏后需整体拆卸后才能维修，加大了维修的难度，增加了维修的成本；3、采用碳刷组件的接触式导电结构，易磨损，易损坏。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种分体式超声波电主轴，结构紧凑、能够减小加工阻力，提高加工效率；可方便替换维修驱动单元、超声波振动单元，不受驱动单元的主轴寿命的限制；通过调整驱动单元的功率以及替换不同规格的超声波振动单元的定圈、动圈，可调整分体式超声波电主轴整机的功率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种分体式超声波电主轴，包括超声波振动单元、驱动单元；所述超声波振动单元、驱动单元通过连接体连接。
所述超声波振动单元包括前机壳，前机壳内设有转子轴、动圈、定圈、分别设在转子轴两端的前轴承和后轴承；所述前机壳前端设有前盖；所述转子轴前端设置有内藏式装配腔，所述内藏式装配腔内固定有换能器；所述换能器与转子轴连接，加工刀具通过弹性夹具与换能器连接，跟随转子轴旋转；所述转子轴后端分别与动圈、定圈连接；所述动圈通过定位座固定在转子轴上，动圈与换能器电连接，所述定圈对应设置在动圈后部并与前机壳固定连接；所述转子轴后端部与旋转接头连接。
所述驱动单元包括后机壳、定子部件、转子部件、主轴，定子部件安装于后机壳内壁，转子部件安装于主轴上，所述主轴前端与旋转接头连接，所述主轴经旋转接头带动转子轴转动。
所述转子轴内设有与内藏式装配腔连通的通孔，动圈的连接线穿过通孔与换能器相连接；所述定圈与动圈之间设有间隙。
所述前机壳一侧设置有超声波电源插座。
所述后机壳包括内壳体、套于内壳体外表面的外壳体，在内壳体表面有环状冷却通道；后机壳上设有与环状冷却通道相通的快插水嘴，后机壳后端固定有插座。
所述后机壳前端设有机盖。
所述连接体上设置有封盖。
工作原理：当驱动单元通电后，主轴高速旋转，主轴经旋转接头带动转子轴转动，同时超声波电源接通，超声波电源通过超声波电源插座与定圈连接，动圈随转子轴的转动而转动，通过电磁感应，转子轴将超声波电能量有效地传递给换能器，实现了换能器的驱动，从而输出高频超声波到加工刀具。
有益效果：本发明解决了背景技术中存在的缺陷，有以下优点：
1、通过连接体将超声波振动单元、驱动单元紧密结合，使其结构紧凑、能够减小加工阻力，提高转速，回转精度，提高加工效率。
2、当主轴或转子轴损坏时，可方便替换维修驱动单元、超声波振动单元，不需进行整体拆卸，不受驱动单元的主轴寿命的限制，大大降低了维修的成本。
3、通过调整驱动单元的功率，可调整分体式超声波电主轴整机的功率。
4、通过替换不同规格的超声波振动单元的定圈、动圈，可调整超声波振动单元的超声波介入能量，进而调整分体式超声波电主轴整机的功率。
5、超声波振动单元通过输出高频超声波到加工刀具，大大降低了刀具的切削动力。
6、超声波振动单元的定圈与动圈之间设有间隙，减少了定圈与动圈的磨损，改变现有碳刷组件导电结构易磨损，易损坏的缺点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的优选实施例的结构示意图。
其中:1、超声波振动单元；2、驱动单元；3、前机壳；4、转子轴；5、动圈；6、定圈；7、前轴承；8、后轴承；9、前盖；10、内藏式装配腔；11、换能器；12、加工刀具；13、弹性夹具；14、旋转接头；15、后机壳；16、定子部件；17、转子部件；18、主轴；19、通孔；20、超声波电源插座；21、内壳体；22、外壳体；23、环状冷却通道；24、快插水嘴；25、插座；26、连接体；27、封盖；28、定位座；29、机盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，本发明的实施例包括：
一种分体式超声波电主轴，包括超声波振动单元1、驱动单元2；所述超声波振动单元1、驱动单元2通过连接体26连接。
所述超声波振动单元1包括前机壳3，前机壳3内设有转子轴4、动圈5、定圈6、分别设在转子轴4两端的前轴承7和后轴承8；所述前机壳3前端设有前盖9；所述转子轴4前端设置有内藏式装配腔10，所述内藏式装配腔10内固定有换能器11；所述换能器11与转子轴4连接，加工刀具12通过弹性夹具13与换能器11连接，跟随转子轴4旋转；所述转子轴4后端分别与动圈5、定圈6连接；所述动圈5通过定位座28固定在转子轴4上，动圈5与换能器11电连接，所述定圈6对应设置在动圈5后部并与前机壳3固定连接；所述转子轴4后端部与旋转接头14连接。
所述驱动单元2包括后机壳15、定子部件16、转子部件17、主轴18；定子部件16安装于后机壳15内壁，转子部件17安装于主轴18上，所述主轴18前端与旋转接头14连接，所述主轴18经旋转接头14带动转子轴4转动。
所述转子轴4内设有与内藏式装配腔10连通的通孔19，动圈5的连接线穿过通孔19与换能器11相连接；所述定圈6与动圈5之间设有间隙。
所述前机壳3一侧设置有超声波电源插座20。
所述后机壳15包括内壳体21、套于内壳体21外表面的外壳体22，在内壳体21表面有环状冷却通道23；后机壳15上设有与环状冷却通道23相通的快插水嘴24，后机壳15后端固定有插座25。
所述后机壳15前端设有机盖29。
所述连接体26上设置有封盖27。
工作原理：当驱动单元2通电后，主轴18高速旋转，主轴18经旋转接头14带动转子轴4转动，同时超声波电源接通，超声波电源通过超声波电源插座20与定圈6连接，动圈5随转子轴4的转动而转动，通过电磁感应，转子轴4将电能量有效地传递给换能器11，实现了换能器11的驱动，从而输出高频超声波到加工刀具12。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种分体式超声波电主轴，其特征在于：包括超声波振动单元、驱动单元；所述超声波振动单元、驱动单元通过连接体连接。
2.根据权利要求1所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述超声波振动单元包括前机壳，前机壳内设有转子轴、动圈、定圈、分别设在转子轴两端的前轴承和后轴承；所述前机壳前端设有前盖；所述转子轴前端设置有内藏式装配腔，所述内藏式装配腔内固定有换能器；所述换能器与转子轴连接，加工刀具通过弹性夹具与换能器连接；所述转子轴后端分别与动圈、定圈连接；所述动圈通过定位座固定在转子轴上，动圈与换能器电连接，所述定圈对应设置在动圈后部并与前机壳固定连接；所述转子轴后端部与旋转接头连接。
3.根据权利要求2所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述驱动单元包括后机壳、定子部件、转子部件、主轴，定子部件安装于后机壳内壁，转子部件安装于主轴上，所述主轴前端与旋转接头连接，所述主轴经旋转接头带动转子轴转动。
4.根据权利要求2所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述转子轴内设有与内藏式装配腔连通的通孔，动圈的连接线穿过通孔与换能器相连接；所述定圈与动圈之间设有间隙。
5.根据权利要求2所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述前机壳一侧设置有超声波电源插座。
6.根据权利要求3所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述后机壳包括内壳体、套于内壳体外表面的外壳体，在内壳体表面有环状冷却通道；后机壳上设有与环状冷却通道相通的快插水嘴，后机壳后端固定有插座。
7.根据权利要求3所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述后机壳前端设有机盖。
8.根据权利要求1-3任一所述的一种分体式超声波电主轴，其特征在于：所述连接体上设置有封盖。
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