一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置的制作方法

本发明涉及一种旋转超声主轴超声换能器支撑装置，属于机械制造领域。
背景技术：
：近年来，随着对超声加工研究的深入，其加工优势也逐步体现出来。旋转超声磨削是将传统研磨和超声加工结合起来的复合加工技术。如图1所示，在工具以一定的振幅做轴向超声振动外，同时还相对于工件做高速的旋转运动。使用旋转超声磨削技术可以提高硬脆材料的加工质量和加工效率。经过大量的研究表明，旋转超声磨削相比传统研磨能大大的降低磨削力，减少热量产生，降低能耗，提高砂轮寿命，提高工件表面加工质量，提高加工效率。超声换能器是超声加工的核心部件，它提供高频轴向振动；主轴提供高速旋转运动。根据超声传播理论，可得超声换能器各质点纵振示意图。如图2所示，超声换能器上各横截面上所有质点都做纵向振动，其振幅大小为振幅曲线上的值。由图可知，在超声换能器节面上的振幅为零，即节面上不震动。根据此特性，可在超声换能器节面上设计法兰，用以固定在主轴上。根据需要可以在超声换能器上设计多个节面，因此也可以在各个节面上设计多个法兰。由于目前超声换能器的转速不高，多采用单法兰安装方式。如图3所示，超声换能器4通过一个法兰(401)安装在主轴上，尾部悬空。现有技术中存在如下缺点：超声换能器单法兰安装方式不利于高速旋转。因为超声换能器较长，当超声换能器随主轴高速旋转时，尾部会摆动，并且转速越高，摆动越厉害。影响加工精度。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置。本发明的一个方面，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，其特征在于包括超声换能器(4)和两个法兰，所述超声换能器(4)由前盖板变幅杆(401)、压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)、后盖板(406)组成，压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)位于前盖板变幅杆(401)与后盖板(406)之间，其二者通过螺纹连接；前盖板变幅杆(401)中的法兰(402)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，并用螺纹端盖(3)压紧于主轴上，法兰2(404)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，法兰2(404)在前盖板变幅杆(401)的节面中，法兰(402)在尾部的节面中。且法兰2(404)的直径比法兰(402)大。本发明的一个方面，提供一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，还包括将超声换能器(4)两个法兰外圆柱面做成锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，在主轴(5)的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，主轴里面的锥面与法兰2(404)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合；主轴外面的锥面与法兰(402)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合，并用螺纹端盖(3)强两组配合的锥面同时压紧。本发明的目的是：1、解决高速转动时，超声换能器尾部摆动问题。根据超声传播理论，在超声换能器尾部节面处增加一个带锥面的法兰。做成双法兰超声换能器。2、在两个法兰外圆柱面上加工出锥面。在主轴上加工两个锥面，主轴与法兰上对应的锥面相配合，用以支撑超声换能器。附图说明图1是旋转超声加工原理图；图2是超声换能器纵振示意图；图3是超声换能器单法兰安装方式；图4为旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置。图中：1.工具头2.er螺母3.螺纹端盖4.超声换能器5.主轴401.前盖板变幅杆402.法兰1403.压电陶瓷片404.法兰2405.电极片406.后盖板具体实施方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明为一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置。属于高速旋转超声磨削主轴的一部分。在两个法兰的支撑下，超声换能器随主轴稳定高速旋转(10000rpm)。图4中所示的一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，其特征在于包括超声换能器(4)和两个法兰，所述超声换能器(4)由前盖板变幅杆(401)、压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)、后盖板(406)组成，压电陶瓷片(403)、法兰2(404)、电极片(405)位于前盖板变幅杆(401)与后盖板(406)之间，其二者通过螺纹连接；前盖板变幅杆(401)中的法兰(402)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，并用螺纹端盖(3)压紧于主轴上，法兰2(404)外圆柱面做成锥面，该锥面与主轴上对应的锥面配合，法兰2(404)在前盖板变幅杆(401)的节面中，法兰(402)在尾部的节面中。且法兰2(404)的直径比法兰(402)大。一种旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置，还包括将超声换能器(4)两个法兰外圆柱面做成锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，在主轴(5)的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，两个锥面的锥度相同且同轴，主轴里面的锥面与法兰2(404)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合；主轴外面的锥面与法兰(402)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合，并用螺纹端盖(3)强两组配合的锥面同时压紧。本发明采用双法兰定位，使超声换能器尾部不再摆动，并在主轴内壁上两个锥面可一次装夹加工，加工精度高，本装置具有如下优点:1、双法兰结构，解决了因超声换能器较长，高速旋转时尾部摆动的问题。提高了超声主轴的极限转速和加工精度。2、超声换能器上两个法兰外圆柱面做成锥面，两个锥面的锥度相同且同轴。主轴空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，可一次装夹加工，提高两个锥面的同轴度，进而提高超声换能器对中精度。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12