超声波主轴的制作方法

本发明涉及一种超声波主轴，属于数控机床技术领域。

背景技术：

随着科技的进步，大量新型材料和难加工材料不断出现，由于这些材料的质轻，高硬度、高抗拉强度等特性，被广泛应用于航空航天、军工、医疗器械、通讯等领域。相反的，由于这些材料的特性使加工成了难题，为了解决这些材料的加工问题，从上世纪50年代我国就进行了大量的超声波辅助加工的研究，并取得了大量的实验数据。在光学玻璃、陶瓷、二氧化铁和硼环氧复合材料，以及不锈钢与钛合金叠层材料的钻孔、铣削、车削等加工方面都取得了不错的效果。目前，超声波辅助加工在使用的过程中存在转速较低，工作效率低下，而且稳定性差，导致主轴的寿命低，维修时更换不便，拆装繁琐等缺点。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种超声波主轴，可以使滑环的线速度降低，实现了轴芯的高转速，同时减小了离心力，使主轴更稳定，使用寿命更长；快速更换，维修方便，稳定性更高。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：超声波主轴，包括轴芯，所述轴芯的中轴线位置处设置有贯穿轴芯前后两端的通道。

一种优化方案，所述轴芯的一端连接有超声信号滑环，所述超声信号滑环用于通电并传输控制器的超声信号。

进一步地，所述轴芯的另一端连接有超声波换能器。

进一步地，所述超声波换能器固定在轴芯上使超声波换能器和轴芯形成一个整体主轴轴芯。

进一步地，还包括后压盖、后封、后轴承室，所述后压盖和后封盖安装在后轴承室上，形成一个封闭的空腔，超声信号滑环安装在空腔内。

进一步地，所述超声波换能器的一端设置有er锥孔；后封盖上设置有航空插头23。

进一步地，所述后轴承室内串联两个后轴承，所述前轴承室内串联四个前轴承8。

进一步地，所述前轴承为7009dt轴承，所述后轴承为7008db轴承。

进一步地，所述轴芯、前轴承外垫圈和后轴承挡圈之间密封设置，

进一步地，还包括壳体、后轴承室所述后轴承室与壳体一体的前轴承室通过壳体相连，壳体内设有的定子与转子固定在轴芯上。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的主轴，使滑环的线速度降低，实现了在轴芯高转速的情况下滑环仍然可以有较长的寿命，并稳定的传输信号，转速可达1000-50000转/min；同时比滑环装在主轴前端或者电机中部减小了离心力，使主轴旋转时更稳定，寿命更长；另外滑环装在轴芯上端部拆装时只需打开电机上盖，实现快速更换，维修方便，稳定性更高。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明超声波主轴的结构示意图；

图中，

1-er锥孔，2-超声波换能器，3-法兰，4-前螺母，5-油封，6-前封盖，7-前压盖，8-前轴承，9-前轴承隔圈，10-轴承外垫圈，11-前平衡环，12-定子，13-转子，14-后平衡环，15-后轴承室挡圈，16-后轴承室，17-后轴承，18-后轴承隔圈，19-后螺母，20-后压盖，21-超声信号滑环，22-后封盖，23-航空插座，24-轴芯，25-壳体。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1超声波主轴

本发明提供一种超声波主轴，包括er锥孔1、超声波换能器2、法兰3、前螺母4、油封5、前封盖6、前压盖7、前轴承8、前轴承内外隔圈9、前轴承外垫圈10、前轴承室、前平衡环11、定子12、转子13、后平衡环14、后轴承室挡圈15、后轴承室16、后轴承17、后轴承内外隔圈18、后螺母19、后压盖20、超声信号滑环21、后封盖22、航空插座23、芯轴24、壳体25。

以附图1的右侧为主轴的前端，左侧为主轴的后端。

所述后轴承室16与壳体一体的前轴承室通过壳体25相连，壳体25内设有的定子12与转子13固定在轴芯24上，

所述后轴承室16内串联两个后轴承17，所述前轴承室内串联四个前轴承8。

两个后轴承17之间安装有后轴承隔圈18，后轴承间通过后轴承隔圈18分离；

四个前轴承8之间安装有前轴承隔圈9，前轴承间通过前轴承隔圈9分离；

所述轴芯24、前轴承外垫圈10和后轴承挡圈15之间密封设置，防止杂质进入轴承影响轴承精度。

壳体25内固定有定子12、轴芯24及与轴芯24配合的转子13、超声波信号滑环21以及超声波换能器2。

所述轴芯24的中轴线位置处设置有贯穿轴芯24前后两端的通道。

所述轴芯24的一端连接有超声信号滑环21，所述超声信号滑环21用于通电并传输控制器的超声信号；所述超声信号滑环21设置于后封盖22内，超声信号滑环21与主轴的轴体之间可以快速更换，维修方便。

所述轴芯24的另一端连接有超声波换能器2。

所述超声波换能器2的一端设置有er锥孔1。超声波换能器2与er锥孔1连接从而能将超声信号滑环21接收的信号通过芯轴24传递给超声波换能器2与er锥孔1进行工作，后封盖22是将壳体内部精密件通过航空插头23封堵进行防尘处理的。

所述前平衡环11、后平衡环14是保证主轴的动静平衡的，使主轴在高低转速都能达到无振动与静音模式，前后螺母是为了连接轴与轴承，保证轴承的恒定负荷。

主轴的前部利用法兰3压紧超声波换能器2使超声波换能器2和轴芯24形成一个整体主轴轴芯。利用前螺母4使油封5、前轴承8、前轴承隔圈9、前轴承外垫圈10固定在轴芯24上。

主轴的后部利用后螺母19使后轴承17、后轴承隔圈18、后轴承室挡圈15固定在轴芯24上。

主轴的前后两部分加上后平衡环14和转子13，形成整体的超声波主轴转子；

后压盖20和后封盖22两部分安装在后轴承室16上，形成一个封闭的空腔，超声信号滑环21就安装在空腔内。

所述前轴承8为7009dt轴承，所述后轴承17为7008db轴承。

所述轴芯24是用前端的两对前轴承8形成背靠背结构和后端一对后轴承17通过轴承内孔和轴外圆配合，轴承外圆和壳体内孔配合从而组装成的。

这种结构既能保障有很好的轴向力，也能保障径向切削力。

当定子12的线包接通电源时，轴芯24、转子13在磁场的作用下高速旋转，从而带动与超声波换能器2转动，以实现对工件的加工。

超声波换能器2设置在轴芯24的一端，与轴芯24形成一个整体，稳定性更高。所述超声信号滑环21接收超声波控制器发出的信号并将接收的信号通过轴芯24的通道传输至超声波换能器2，所述超声波换能器2接收信号后产生超声振动，使超声波换能器2做供，将电能转换成机械能，产生每秒20000次以上的振动，实现了超声主轴功能。所述定子12与转子13相适配。所述定子12固定设置在壳体25内，所述转子13套装与轴芯24上，转子13与轴芯24成为一体。本发明的主轴，超声信号滑环21的线速度降低，实现了轴芯24的高转速，转速可达1000-50000转/min；同时减小了离心力，使主轴更稳定，使用寿命更长。

本发明的超声波主轴，滑环装在轴心的上端部，可以使滑环的转子设计的更细，从而使滑环的线速度降低，实现了在轴芯高转速的情况下滑环仍然可以有较长的寿命，并稳定的传输信号，转速可达1000-50000转/min；同时比滑环装在主轴前端或者电机中部减小了离心力，使主轴旋转时更稳定，寿命更长；另外滑环装在轴芯上端部拆装时只需打开电机上盖，实现快速更换，维修方便，稳定性更高。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。