CN116728610B - 一种超声加工系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波刀技术领域，具体涉及一种超声加工系统及其工作方法；本发明提供了一种超声加工系统，传动轴可转动的设置在主轴套内，超声刀柄适于卡插固定在传动轴下端；校正法兰固定在传动轴下端，且校正法兰内开设有一与超声刀柄相适配的通孔；调节环可升降的设置在校正法兰下方，若干活塞柱等间距固定在所调节环上；校正法兰沿轴向开设有若干与活塞柱相适配的活塞孔，活塞柱可升降的设置在活塞孔内；校正法兰内壁开设有若干定位槽，一个定位槽对应一个活塞孔，调节件可滑动的设置在定位槽内，且调节件与活塞柱联动；其中，超声刀柄卡插在传动轴下端后，调节环向上移动适于驱动调节件向超声刀柄外壁滑动，以校正超声刀柄。

Description

一种超声加工系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及超声波刀技术领域，具体涉及一种超声加工系统及其工作方法。

背景技术

超声辅助加工作为一种对陶瓷类零件的新型高效的复合加工方法，广泛应用于各精密零件、仪器和航空航天等领域；而超声波刀柄多用在数控加工中心上；在将超声波刀柄装夹时通常将刀柄的锥形面贴合主轴的锥孔，并且让刀柄锥形面的底部的端面贴合主轴的锥孔的端面，刀柄与主轴之间的连接容易发生过定位，并且无法对刀柄进行校准。因此，研发一种超声加工系统及其工作方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声加工系统及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超声加工系统，包括：

主轴套、传动轴、校正法兰、调节环、超声刀柄、若干活塞柱和若干调节件，所述传动轴可转动的设置在所述主轴套内，所述超声刀柄适于卡插固定在所述传动轴下端；

所述校正法兰固定在所述传动轴下端，且所述校正法兰内开设有一与超声刀柄相适配的通孔；

所述调节环可升降的设置在所述校正法兰下方，若干所述活塞柱等间距固定在所述调节环上；

所述校正法兰沿轴向开设有若干与所述活塞柱相适配的活塞孔，所述活塞柱可升降的设置在所述活塞孔内；

所述校正法兰内壁开设有若干定位槽，一个定位槽对应一个活塞孔，所述调节件可滑动的设置在所述定位槽内，且所述调节件与所述活塞柱联动；其中，

超声刀柄卡插在传动轴下端后，调节环向上移动适于驱动所述调节件向超声刀柄外壁滑动，以校正超声刀柄。

作为优选，所述超声刀柄上端设置有一竖直面和一锥形面，所述锥形面设置在所述竖直面的上方，且所述锥形面的直径自下向上逐渐减小；其中，

超声刀柄卡插入所述传动轴上时，所述竖直面与所述校正法兰内壁贴合。

作为优选，所述调节件包括：定位块、滑动柱和校正块，所述滑动柱水平设置，且所述滑动柱的两端分别固定在所述定位块和所述校正块上；

所述校正块可滑动的设置在所述定位槽内，所述校正块适于与锥形面抵接；

所述定位块能够防止滑动柱自所述活塞孔内脱离；

所述活塞孔和所述定位槽之间开设有一滑孔，所述滑动柱可滑动的设置在所述滑孔内，且所述滑动柱与所述滑孔滑动密封；其中，

活塞柱向活塞孔内移动时，活塞孔内的空气被压缩，压缩空气适于挤压所述滑动柱，以使所述校正块向锥形面水平滑动。

作为优选，所述校正块内壁设置有一与所述锥形面相适配的斜面，所述斜面与所述锥形面的倾斜角度一致。

作为优选，所述定位块的外径大于所述滑孔的直径。

作为优选，所述活塞柱上端外壁套定有若干密封圈，所述密封圈外壁与所述活塞孔内壁抵接。

作为优选，所述校正法兰沿径向开设有若干螺纹孔，一个螺纹孔对应一个活塞孔，且所述螺纹孔与所述活塞孔连通。

作为优选，每个所述螺纹孔内可转动的设置有一沉头螺栓，轴向转动所述沉头螺栓适于调节所述滑动柱滑动向所述锥形面的距离。

作为优选，所述校正法兰内沿周向开设有一环孔，所述环孔依次连接若干活塞孔，且所述环孔设置在所述活塞孔远离所述定位槽的一端。

作为优选，所述主轴套内固定有若干轴承，所述轴承外圈固定在所述主轴套内壁，所述轴承内圈固定在所述传动轴外壁。

作为优选，所述超声刀柄外壁套定有一与原边相适配的副边，原边和副边无线连接后，适于驱动超声刀柄超声波震动。

另一方面，本发明还提供了一种超声加工系统的工作方法， 超声刀柄卡插固定在所述传动轴下端后，所述超声刀柄的竖直面与所述校正法兰的内壁贴合，所述锥形面与所述校正法兰的内壁之间设有间隙；

在超声刀柄向上移动并卡插固定在所述传动轴下端的过程中，超声刀柄外壁适于顶推所述调节环向所述校正法兰方向移动，以使所述活塞柱向所述活塞孔内竖直移动；

活塞柱适于挤压并压缩活塞孔内的空气，活塞孔内的空气被压缩后，适于推动所述调节件，以使校正块向锥形面的方向滑动，至校正块与锥形面抵接；

周向转动对应的沉头螺栓，使其向内或向外转动，从而能够使得相对应的校正块靠近或远离所述锥形面，以实现校正超声刀柄的效果；

而需要更换不同的超声刀柄时，将超声刀柄自传动轴上拆卸后，所述调节环带动所述活塞柱向下移动，至活塞柱移动至环孔的下方，此时，若干活塞孔内的气压一致，不需要在依次调节相应的每个沉头螺栓；

将下一个超声刀柄卡插固定在传动轴下端后，重复上述过程即可对超声刀柄进行校正。

本发明的有益效果是，本发明的一种超声加工系统，通过调节件和活塞柱的配合，能够实现快速校正超声刀柄的效果，同时，避免了传统的超声刀柄在固定和校正时出现的过定位的情况发生；而且在拆卸超声刀柄和更换不同型号的超声刀柄时，提高了拆卸效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种超声加工系统的优选实施例的立体图；

图2是本发明的一种超声加工系统的内部剖视图；

图3是本发明的超声刀柄的剖视图；

图4是本发明的传动轴和校正法兰的内部剖视图；

图5是本发明的校正法兰和活塞柱的装配示意图。

图中：

1、主轴套；10、轴承；

2、传动轴；

3、校正法兰；30、活塞孔；31、定位槽；32、螺纹孔；33、沉头螺栓；34、环孔；

4、调节环；

5、超声刀柄；51、竖直面；52、锥形面；53、副边；

6、活塞柱；60、密封圈；

7、调节件；71、定位块；72、滑动柱；73、校正块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，如图1至图5所示，本发明提供了一种超声加工系统，包括：主轴套1、传动轴2、校正法兰3、调节环4、超声刀柄5、若干活塞柱6和若干调节件7，所述传动轴2可转动的设置在所述主轴套1内，所述超声刀柄5适于卡插固定在所述传动轴2下端；所述主轴套1固定在数控加工中心的机械臂的活动端，同时，所述传动轴2与数控加工中心的驱动装置传动连接，机械臂适于驱动所述主轴套1移动，以使超声刀柄5靠近被加工的工件；而所述驱动装置适于驱动所述传动轴2周向高速转动，传动轴2适于同步带动所述超声刀柄5周向转动。所述校正法兰3固定在所述传动轴2下端，且所述校正法兰3内开设有一与超声刀柄5相适配的通孔；超声刀柄5插接固定在传动轴2下端时，所述校正法兰3是环状套设在超声刀柄5外侧的。而当超声刀柄5插接固定在传动轴2下端时，超声刀柄5上端的竖直面51与校正法兰3内壁贴合。所述调节环4可升降的设置在所述校正法兰3下方，若干所述活塞柱6等间距固定在所述调节环4上；所述校正法兰3沿轴向开设有若干与所述活塞柱6相适配的活塞孔30，所述活塞柱6可升降的设置在所述活塞孔30内；在超声刀柄5未插接固定在传动轴2下端时，所述活塞柱6不会自所述活塞孔30内脱离；所述校正法兰3内壁开设有若干定位槽31，一个定位槽31对应一个活塞孔30，且所述定位槽31与所述活塞孔30连通；所述调节件7可滑动的设置在所述定位槽31内，且所述调节件7与所述活塞柱6联动；其中，超声刀柄5卡插并固定在传动轴2下端后，超声刀柄5上端的竖直面51与校正法兰3的内圈内壁贴合，而所述超声刀柄5上端的锥形面52与所述调节件7的活动端抵接；超声刀柄5在插入传动轴2下端的过程中，超声刀柄5外壁适于挤压所述调节环4，以使所述调节环4同步向上移动；调节环4向上移动，适于带动所述活塞柱6同步向上移动，活塞柱6在所述活塞孔30内向上移动，活塞柱6适于挤压并压缩活塞孔30内的空气；活塞孔30内的空气被挤压后，适于推动所述调节件7向超声刀柄5外壁滑动，以使校正块73能够抵接超声刀柄5上端的锥形面52；而通过周向转动所述沉头螺栓33适于调节相对应的校正块73，从而达到校正超声刀柄5的效果。

为了便于固定超声刀柄5，所述超声刀柄5上端设置有一竖直面51和一锥形面52，所述锥形面52设置在所述竖直面51的上方，且所述锥形面52的直径自下向上逐渐减小；其中，超声刀柄5卡插入所述传动轴2上时，所述竖直面51与所述校正法兰3内壁贴合。锥形面52的设置，能够便于调节件7校正超声刀柄5，而竖直面51的设置，能够提高超声刀柄5固定在传动轴2下端时的稳定性。

为了便于校正超声刀柄5，所述调节件7包括：定位块71、滑动柱72和校正块73，所述滑动柱72水平设置，且所述滑动柱72的两端分别固定在所述定位块71和所述校正块73上；所述校正块73可滑动的设置在所述定位槽31内，所述校正块73适于与锥形面52抵接；当校正块73与锥形面52抵接后，滑动柱72继续推动所述校正块73使其向锥形面52方向移动，所述校正块73适于推动所述超声刀柄5在校正法兰3内位移，从而实现校正超声刀柄5的效果；而当沉头螺栓33向外移动时，所述校正块73能够向远离所述锥形面52的方向移动；所述定位块71能够防止滑动柱72自所述活塞孔30内脱离；所述活塞孔30和所述定位槽31之间开设有一滑孔，所述滑动柱72可滑动的设置在所述滑孔内，且所述滑动柱72与所述滑孔滑动密封；活塞孔30内的空气被活塞柱6压缩时，活塞孔30内的空气适于推动所述滑动柱72，使其向锥形面52的方向滑动；其中，活塞柱6向活塞孔30内移动时，活塞孔30内的空气被压缩，压缩空气适于挤压所述滑动柱72，以使所述校正块73向锥形面52水平滑动。而周向转动所述沉头螺栓33，使其向内或向外移动；螺纹孔32和活塞孔30的连通，在沉头螺栓33向内移动时，进一步挤压了活塞孔30内的空气的体积，使得调节件7对超声刀柄5外壁的挤压推力更大；而沉头螺栓33向外移动时，调节件7对超声刀柄5外壁的挤压推力变小。

为了便于校正超声刀柄5，所述校正块73内壁设置有一与所述锥形面52相适配的斜面，所述斜面与所述锥形面52的倾斜角度一致。校正块73抵接锥形面52时，斜面与锥形面52紧密贴合，提高了校正块73和锥形面52的接触面积。

而为了防止滑动柱72自所述滑孔内脱离，所述定位块71的外径大于所述滑孔的直径。定位块71和校正块73的设置，使得滑动柱72只能够在滑孔内水平滑动；而为了提高活塞柱6与活塞孔30之间的气密性，所述活塞柱6上端外壁套定有若干密封圈60，所述密封圈60外壁与所述活塞孔30内壁抵接。密封圈60的设置，使得活塞柱6在活塞孔30内竖直上下滑动时，活塞柱6与活塞孔30内壁之间的气密性更好。

为了便于调节活塞孔30内的压缩空气压力大小，所述校正法兰3沿径向开设有若干螺纹孔32，一个螺纹孔32对应一个活塞孔30，且所述螺纹孔32与所述活塞孔30连通。每个所述螺纹孔32内可转动的设置有一沉头螺栓33，所述沉头螺栓33与所述螺纹孔32螺纹适配，且所述沉头螺栓33适于密封所述螺纹孔32。轴向转动所述沉头螺栓33适于调节所述滑动柱72滑动向所述锥形面52的距离。沉头螺栓33向外滑动时，所述滑动柱72对校正块73的推力变小，而沉头螺栓33向内滑动时，滑动柱72对校正块73的推力变大。超声刀柄5外壁顶推所述调节环4，使得所述活塞柱6均插入对应的活塞孔30内，此时，每个所述活塞孔30内的被压缩的空气的压力大小一致；而通过转动并调节沉头螺栓33，使得沉头螺栓33向内或向外滑动，能够调节压缩孔内的被压缩的压缩空气的压力大小，从而使得相对应的校正块73对锥形面52的挤压压力大小不同，以实现对超声刀柄5的校正效果。

为了便于复位调节件7，所述校正法兰3内沿周向开设有一环孔34，所述环孔34依次连接若干活塞孔30，且所述环孔34设置在所述活塞孔30远离所述定位槽31的一端。而需要更换不同的超声刀柄5时，将超声刀柄5自传动轴2上拆卸后，所述调节环4带动所述活塞柱6向下移动，至活塞柱6移动至环孔34的下方，此时，若干活塞孔30内的气压一致，不需要在依次调节相应的每个沉头螺栓33。

所述主轴套1内固定有若干轴承10，所述轴承10外圈固定在所述主轴套1内壁，所述轴承10内圈固定在所述传动轴2外壁。所述超声刀柄5外壁套定有一与原边相适配的副边53，原边和副边53无线连接后，适于驱动超声刀柄5超声波震动。

实施例二，本实施例在实施例一的基础上，还提供了一种超声加工系统的工作方法，包括如实施例一所述的一种超声加工系统，具体结构与实施例一相同，此处不再赘述，具体的一种超声加工系统的工作方法如下：

超声刀柄5卡插固定在所述传动轴2下端后，所述超声刀柄5的竖直面51与所述校正法兰3的内壁贴合，所述锥形面52与所述校正法兰3的内壁之间设有间隙；

在超声刀柄5向上移动并卡插固定在所述传动轴2下端的过程中，超声刀柄5外壁适于顶推所述调节环4向所述校正法兰3方向移动，以使所述活塞柱6向所述活塞孔30内竖直移动；

活塞柱6适于挤压并压缩活塞孔30内的空气，活塞孔30内的空气被压缩后，适于推动所述调节件7，以使校正块73向锥形面52的方向滑动，至校正块73与锥形面52抵接；

周向转动对应的沉头螺栓33，使其向内或向外转动，从而能够使得相对应的校正块73靠近或远离所述锥形面52，以实现校正超声刀柄5的效果；

而需要更换不同的超声刀柄5时，将超声刀柄5自传动轴2上拆卸后，所述调节环4带动所述活塞柱6向下移动，至活塞柱6移动至环孔34的下方，此时，若干活塞孔30内的气压一致，不需要在依次调节相应的每个沉头螺栓33；

将下一个超声刀柄5卡插固定在传动轴2下端后，重复上述过程即可对超声刀柄5进行校正。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本申请所涉及的软件程序均为现有技术，本申请不涉及对软件程序作出任何改进。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种超声加工系统，其特征在于，包括：

主轴套（1）、传动轴（2）、校正法兰（3）、调节环（4）、超声刀柄（5）、若干活塞柱（6）和若干调节件（7），所述传动轴（2）可转动的设置在所述主轴套（1）内，所述超声刀柄（5）适于卡插固定在所述传动轴（2）下端；

所述校正法兰（3）固定在所述传动轴（2）下端，且所述校正法兰（3）内开设有一与超声刀柄（5）相适配的通孔；

所述调节环（4）可升降的设置在所述校正法兰（3）下方，若干所述活塞柱（6）等间距固定在所述调节环（4）上；

所述校正法兰（3）沿轴向开设有若干与所述活塞柱（6）相适配的活塞孔（30），所述活塞柱（6）可升降的设置在所述活塞孔（30）内；

所述校正法兰（3）内壁开设有若干定位槽（31），一个定位槽（31）对应一个活塞孔（30），所述调节件（7）可滑动的设置在所述定位槽（31）内，且所述调节件（7）与所述活塞柱（6）联动；

所述校正法兰（3）沿径向开设有若干螺纹孔（32），一个螺纹孔（32）对应一个活塞孔（30），且所述螺纹孔（32）与所述活塞孔（30）连通；

每个所述螺纹孔（32）内可转动的设置有一沉头螺栓（33），轴向转动所述沉头螺栓（33）适于调节滑动柱（72）滑动向锥形面（52）的距离；其中，

超声刀柄（5）卡插在传动轴（2）下端后，调节环（4）向上移动适于驱动所述调节件（7）向超声刀柄（5）外壁滑动，以校正超声刀柄（5）；

所述超声刀柄（5）上端设置有一竖直面（51）和一锥形面（52），所述锥形面（52）设置在所述竖直面（51）的上方，且所述锥形面（52）的直径自下向上逐渐减小；其中，

超声刀柄（5）卡插入所述传动轴（2）上时，所述竖直面（51）与所述校正法兰（3）内壁贴合；

所述调节件（7）包括：定位块（71）、滑动柱（72）和校正块（73），所述滑动柱（72）水平设置，且所述滑动柱（72）的两端分别固定在所述定位块（71）和所述校正块（73）上；

所述校正块（73）可滑动的设置在所述定位槽（31）内，所述校正块（73）适于与锥形面（52）抵接；

所述定位块（71）能够防止滑动柱（72）自所述活塞孔（30）内脱离；

所述活塞孔（30）和所述定位槽（31）之间开设有一滑孔，所述滑动柱（72）可滑动的设置在所述滑孔内，且所述滑动柱（72）与所述滑孔滑动密封；其中，

活塞柱（6）向活塞孔（30）内移动时，活塞孔（30）内的空气被压缩，压缩空气适于挤压所述滑动柱（72），以使所述校正块（73）向锥形面（52）水平滑动；

所述校正块（73）内壁设置有一与所述锥形面（52）相适配的斜面，所述斜面与所述锥形面（52）的倾斜角度一致；

所述定位块（71）的外径大于所述滑孔的直径；

所述活塞柱（6）上端外壁套定有若干密封圈（60），所述密封圈（60）外壁与所述活塞孔（30）内壁抵接；

所述校正法兰（3）内沿周向开设有一环孔（34），所述环孔（34）依次连接若干活塞孔（30），且所述环孔（34）设置在所述活塞孔（30）远离所述定位槽（31）的一端；

所述主轴套（1）内固定有若干轴承（10），所述轴承（10）外圈固定在所述主轴套（1）内壁，所述轴承（10）内圈固定在所述传动轴（2）外壁。

2.如权利要求1所述的一种超声加工系统，其特征在于，

所述超声刀柄（5）外壁套定有一与原边相适配的副边（53），原边和副边（53）无线连接后，适于驱动超声刀柄（5）超声波震动。

3.一种超声加工系统的工作方法，其特征在于，如权利要求2所述的一种超声加工系统，

超声刀柄（5）卡插固定在所述传动轴（2）下端后，所述超声刀柄（5）的竖直面（51）与所述校正法兰（3）的内壁贴合，所述锥形面（52）与所述校正法兰（3）的内壁之间设有间隙；

在超声刀柄（5）向上移动并卡插固定在所述传动轴（2）下端的过程中，超声刀柄（5）外壁适于顶推所述调节环（4）向所述校正法兰（3）方向移动，以使所述活塞柱（6）向所述活塞孔（30）内竖直移动；

活塞柱（6）适于挤压并压缩活塞孔（30）内的空气，活塞孔（30）内的空气被压缩后，适于推动所述调节件（7），以使校正块（73）向锥形面（52）的方向滑动，至校正块（73）与锥形面（52）抵接；

周向转动对应的沉头螺栓（33），使其向内或向外转动，从而能够使得相对应的校正块（73）靠近或远离所述锥形面（52），以实现校正超声刀柄（5）的效果；

而需要更换不同的超声刀柄（5）时，将超声刀柄（5）自传动轴（2）上拆卸后，所述调节环（4）带动所述活塞柱（6）向下移动，至活塞柱（6）移动至环孔（34）的下方，此时，若干活塞孔（30）内的气压一致，不需要在依次调节相应的每个沉头螺栓（33）；

将下一个超声刀柄（5）卡插固定在传动轴（2）下端后，重复上述过程即可对超声刀柄（5）进行校正。