一种旋转超声换能器套筒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套筒双法兰支撑装置，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。目前采用的安装方式有单法兰和双法兰。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。如图4所示，超声换能器通过两个法兰安装在主轴上。其特征在于，在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，两个锥面的锥度相同且同轴。由于里锥面处于主轴较深的内部，并且要求精度很高，因此加工困难。超声换能器上两个锥面同时压紧于主轴上两个锥面，是过定位，装配起来较为困难。主轴上(超声换能器上也是如此)的两个锥面之间的距离不可调节，不利于控制两组锥面配合紧密程度，即难以使两组锥面同时紧密配合。由此可见，现有技术中存在如下缺点：1、在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，里锥面加工困难，里锥面处于主轴较深的内部，并且要求精度很高，当磨削时，磨棒较长，导致磨棒刚性很差，加工精度低；2、超声换能器上两个锥面同时压紧于主轴上两个锥面，是过定位，装配起来较为困难在主轴的空腔内壁上，做成一里一外两个锥面，主轴上的两个锥面之间的距离不可调节，不利于控制两组锥面配合紧密程度，即难以使两组锥面同时紧密配合。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，提供一种旋转超声主轴超声换能器套筒双法兰支撑装置，本发明增加一个带锥面的套筒，解决主轴内部锥面难加工问题。通过磨配套筒长度，使两组锥面同时紧密配合。本发明的一个方面，提供一种旋转超声主轴超声换能器套筒双法兰支撑装置，主要包括超声换能器(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，该锥面与套筒(6)上对应的锥面配合；套筒(6)与主轴(5)过盈配合，且套筒(6)右端面与主轴内腔端面紧密贴合；套筒(6)内面上加工出一个锥面，该锥面与法兰(404)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合；套筒(6)与主轴(5)过盈配合，过盈量为10um；装配时，将套筒(6)冷却到-20℃，然后压入主轴内；根据实际情况设计并磨配套筒(6)的长度，使得两组配合的锥面同时压紧的情况下，套筒(6)右端面与主轴内腔端面紧密贴合。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、在两个法兰的支撑下，超声换能器随主轴稳定高速旋转(10000rpm)；2、将主轴里锥面与主轴分开，改为设置在套筒上，可以解决主轴的里锥面因为较深而难以加工的问题；3、装配时，便于两组锥面同时紧密配合。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；图4为旋转超声换能器一体式双法兰支撑装置图；图5为旋转超声换能器套筒双法兰支撑装置图。图中：1.工具头2.er螺母3.螺纹端盖4.超声换能器5.主轴6.套筒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套筒双法兰支撑装置。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5中所示的超声换能器(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。该锥面与套筒(6)上对应的锥面配合。套筒(6)与主轴(5)过盈配合，且套筒(6)右端面与主轴内腔端面紧密贴合。所述旋转超声换能器套筒双法兰支撑装置，套筒(6)内面上加工出一个锥面，该锥面与法兰(404)上面的锥面大小、锥度相同，二者相互配合。套筒(6)与主轴(5)过盈配合，过盈量为10um。装配时，将套筒(6)冷却到-200c，然后压入主轴内。根据实际情况设计并磨配套筒(6)的长度，使得两组配合的锥面同时压紧的情况下，套筒(6)右端面与主轴内腔端面紧密贴合。本发明将主轴里锥面与主轴分开，改为设置在套筒上，可以解决主轴的里锥面因为较深而难以加工问题。套筒的锥面加工方便，可以加工出要求的锥面。装配时，便于两组锥面同时紧密配合。通过磨配套筒长度，使两组锥面同时紧密配合。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