无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄的制作方法

本专利涉及一种切削机床用刀柄，特别是一种无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄。

背景技术：

为了解决钻、铣、镗等机械切削设备在金属加工过程中的积瘤和麟翅问题，以及玻璃、陶瓷等特殊材料难以加工的问题，人们已经认识到，如果刀具在切削时，刃口与工件间产生高速微振动，有助于解决此类问题。于是就有了超声辅助加工方式。但是，超声设备存在着价格昂贵，需要配置专用电源发生器，刀具最佳工作点设置困难等问题。为此，很有必要研制一种无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄，在刀具刃口与工件之间产生声波振动，从而解决上述生产难题。

技术实现要素：

本实用新型专利的目的是设计一种无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄，采用标准通用刀柄结构，通用于各种钻、铣、镗和加工中心设备，切削时在刀具刃口与工件之间产生声波振动，从而改善传统刀柄和刀具的切削性能。

本实用新型专利的技术方案是：

无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄，其特征是：刀柄的环形筒体后端固定连接的锥柄插入到主轴的转动轴前端面内的锥孔内固定，在刀柄的环形筒体内设置有振子轴，振子轴的后端通过结合子插入刀柄锥柄内与刀柄连接，振子轴的前端从刀柄的环形筒体前端伸出后与刀具连接；在刀柄的环形筒体上设置有交变电流发电系统，在振子轴上设置有电磁震荡系统；

所述交变电流发电系统包括固定设置在机床主轴外壳前端的环形定子体和固定设置在刀柄的环形筒体外圆周上的环形转子体，在环形定子体的环内镶嵌有永磁体磁性环，在环形转子体的环内嵌有硅钢片和线圈；

所述电磁振荡系统位于刀柄的环形筒体内，由固定设置在振子轴中部外圆周上的永磁体、电磁振荡线圈和导磁环构成；振子轴通过分别设置在电磁振荡系统两端的一组碟形弹簧作为与刀柄的环形筒体之间的柔性连接支撑；

交变电流发电系统的线圈通过导线与电磁振荡系统内的电磁振荡线圈电连接；

进一步的，所述永磁体嵌入在振子轴的外圆周上，在永磁体的外圆周上设置有绝缘骨架，电磁振荡线圈环绕在绝缘骨架上后固定在导磁环的环内壁上；在电磁振振荡系统的两端的碟形弹簧卡持在刀柄的环形筒体的内圆周和振子轴的外圆周上分别设置的环形止口内，作为振子轴与刀柄的环形筒体之间的柔性支撑，振子轴可随刀柄转动和沿刀柄的环形筒体的轴线做往复微动；

进一步的，在所述刀柄的环形筒体的前端固定设置有端盖，在端盖中心设置有振子轴过孔，在端盖的外圆周上设置有供自动换刀夹持用叉刀环；

进一步的，振子轴的前端通过弹簧卡头与刀具连接；

进一步的，振子轴后端通过六方形结合子插入刀柄椎柄内，在振子轴与六方形结合子之间嵌有尼龙防振圈；

进一步的，在刀柄的环形筒体的前端与端盖连接部分设置有防水密封环。

所述本专利的优点是：

1)本设计在无外接电源驱动的情况下，采用在椎体刀柄上加装自发电和电磁震荡系统，带动刀具产生声波往复振动，实现了刀具刃口与工件间的冲击振动加工；

2)解决了普通钻、铣、镗刀柄因不具备冲击振动功能而遇到的积瘤和麟翅问题，以及玻璃、陶瓷等特殊材料难以加工的问题；

3)有助于在常规加工过程中降低刀具磨损，提高加工质量和效率；

4)保留了标准普通刀柄的通用性和自动换刀功能，可以在各种钻、铣、镗和加工中心设备上使用；

5)由于不需要外接电源，更具有安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的实施例示意图；

图中，1、机床；2、主轴外壳；3、环形定子体；4、永磁体磁性环；5、主轴转动轴；6、刀柄；7、硅钢片；8、线圈；9、环形转子体；10、导线；11、电磁振荡线圈；12、绝缘骨架；13、导磁环；14、碟形弹簧；15、振子轴；16、尼龙防振垫；17、弹性筒夹；18、锁紧螺母；19、刀具；20、永磁体；21、端盖；22、防水密封环；23、结合子。

具体实施方式

如图1所示，本专利所述的无电源声波振动辅助加工钻铣刀柄，刀柄6具有环形筒体，在环形筒体的后端固定连接有与标准刀柄相同的锥柄，刀柄6后端的锥柄插入到机床1的主轴转动轴5前端面内的锥孔内固定；在刀柄6的环形筒体内设置有振子轴15，六方形结合子23的外圆周为六方形的柱状结构，在刀柄6的环形筒体内后端底部锥柄内和振子轴15后端面内分别设置有与六方形结合子23相配的六方形孔，振子轴15的后端通过结六方形结合子23插入刀柄6的锥柄内的六方形孔内与刀柄6连接，在六方形结合子23与振子轴15之间嵌有尼龙防振垫16，防止将振动源传入刀柄体；振子轴15的前端从刀柄6的筒体前端伸出后与刀具19连接，振子轴15的前端是标准的弹性筒夹17和锁紧螺帽18组成的弹簧卡头，振子轴15的前端通过弹簧卡头与刀具19连接。

在刀柄6的环形筒体上设置有交变电流发电系统，在振子轴15上设置有电磁震荡系统；所述交变电流发电系统包括固定设置在机床1的主轴外壳2前端的环形定子体3和固定设置在刀柄6的环形筒体外圆周上的环形转子体9，环形定子体3通过环形座固定卡持在主轴外壳2的端部外圆上，在环形定子体3的环内镶嵌有永磁体磁性环4，在环形转子体9的环内嵌有硅钢片7和线圈8。

所述电磁振荡系统位于刀柄6的环形筒体内，由固定设置在振子轴15中部外圆周上的永磁体20、电磁振荡线圈11和导磁环13构成；所述永磁体20嵌入在振子轴15中部的外圆周上，在永磁体20外圆周上设置有绝缘骨架12，电磁振荡线圈11环绕在绝缘骨架12上后固定在导磁环13的环内壁上；振子轴15通过分别设置在电磁振荡系统两端的一组碟形弹簧14作为与刀柄6的环形筒体之间的柔性连接支撑，在电磁振振荡系统的两端的碟形弹簧14卡持在刀柄6的环形筒体内圆周和振子轴15外圆周上分别设置的环形止口内构成所述柔性连接支撑，振子轴15可随刀柄6转动和沿刀柄6的环形筒体的轴线做往复微动。

在刀柄6的环形筒体的前端固定设置有端盖21，在端盖21中心设置有振子轴15的前端通过孔，在端盖21的外圆周上设置有供自动换刀夹持用叉刀环；电磁振荡系统通过端盖21封装在刀柄6的环形筒体内，在端盖21与刀柄的环形筒体连接部分设置有防水密封环22，阻止冷却液进入。

交变电流发电系统的线圈8通过导线10与电磁振荡系统内的电磁振荡线圈11电连接；交变电流发电系统的环形定子体3固定在主轴外壳2上，环形转子体9固定设置在刀柄6的环形筒体上，环形定子体3和环形转子体9在径向相对布置，之间留有间隙，当机床1的主轴转动轴5旋转时便会切割环形定子体3产生的的磁力线，在线圈8内产生交变电流，电流通过连接导线10驱动刀柄6的环形筒体内的电磁振荡线圈11，由于电磁振荡线圈11是装在导磁环13与永磁体20之间的，所以，在电磁场的作用力下，便会产生纵向振荡，从而带动振子轴15前后往复运动，同时带动弹性筒夹17和锁紧螺帽18以及刀具19发生机械振动，所产生的振动处于声波频率范围，具体的振动频率与主轴转动体5转速、交变电流发电系统和电磁振荡系统的参数相关，从而实现无电源声波振动辅助加工，改善切削性能。

以上公开的仅为本专利的应用实施例，但是本专利的内容并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本专利的保护范围。