本实用新型涉及超声波加工技术领域，尤其涉及一种超声波主轴及包括其的超声波机床。
背景技术：
在加工作业的过程中导入高频的振动加工机制，不仅可改善切削加工面的表面粗糙度和提高加工精度，更可降低切削阻力，增加刀具的寿命，因而逐渐地被广泛应用。
现有的超声波主轴一般包括筒体、旋转轴以及换刀组件。旋转轴可转动地架设于筒体内，旋转轴的内部设有可前后滑动的推杆。换刀组件包括换刀气缸和换刀传感器，换刀气缸安装于筒体的后端，换刀气缸设有伸入筒体内并正对推杆的活动杆，当活动杆伸长时，其推动推杆向前滑动，由此实现换刀操作；换刀传感器安装于筒体的内部并对准推杆的后端，用于检测推杆的位置，据此判断超声波主轴是处于装刀状态还是换刀状态。
上述结构的缺点在于：为了便于换刀传感器的检测，推杆必须伸出旋转轴的后端很长一段，这无形中增加了旋转轴的重量，降低了其转动时的稳定性，进而影响了超声波主轴的切削加工效果。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种切削加工效果好的超声波主轴及包括其的超声波机床。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种超声波主轴，其包括：
筒座；
旋转轴，可转动地穿设于所述筒座的内部，所述旋转轴的内部设有腔道，且所述腔道贯穿所述旋转轴的前后两端；
推杆，设置于所述腔道内；
活动杆，穿设于所述筒座的后端，用于推动所述推杆沿所述腔道滑动；
换刀气缸，设置于所述筒座的后端，用于驱动所述活动杆前后滑动；
换刀传感器，设置于所述筒座的内部，用于检测所述活动杆的位置。
作为优选方案，所述活动杆的前端正对所述推杆的后端，且所述活动杆与所述推杆互不连接。
作为优选方案，所述腔道内设有套于所述推杆外的弹性件。
作为优选方案，所述筒座包括主壳体和后端盖，所述旋转轴可转动地穿设于所述主壳体的内部，所述后端盖设于所述主壳体的后端并罩住所述旋转轴的后端，所述换刀气缸设于所述后端盖的外底部，所述活动杆穿设于所述后端盖的盖底，所述换刀传感器设于所述后端盖的内部。
作为优选方案，还包括无线发射组件和无线接收组件，所述无线发射组件设于所述后端盖的内部，所述无线接收组件设于所述旋转轴的后端，且所述无线发射组件与所述无线接收组件间隔相对设置。
作为优选方案，所述换刀传感器设于所述无线发射组件背向所述无线接收组件的一侧。
作为优选方案，所述旋转轴的后端设有编码器齿轮，所述无线接收组件设于所述编码器齿轮上。
作为优选方案，所述无线发射组件包括发射架和发射线圈，所述发射架与所述后端盖固定连接，所述发射架的前端面设有第一凹槽，所述发射线圈固定于所述第一凹槽内；
所述无线接收组件包括接收架和接收线圈，所述接收架与所述旋转轴固定连接，所述接收架的后端面设有第二凹槽，所述接收线圈固定于所述第二凹槽内。
作为优选方案，所述发射架和所述接收架均为环形，所述活动杆的前端伸入所述发射架的环口内且不超出所述发射架的前端面，所述推杆的后端伸入所述接收架的环口内且不超出所述接收架的后端面。
本实用新型的另一目的在于提供一种超声波机床，其包括上述的超声波主轴。
本实用新型实施例提供了一种超声波主轴，与现有技术相比，其有益效果在于：
本实用新型提供的超声波主轴包括筒座、旋转轴、推杆、活动杆、换刀气缸以及换刀传感器；旋转轴可转动地穿设于筒座的内部，旋转轴的内部设有腔道，推杆设置于腔道内；活动杆穿设于筒座的后端，用于推动推杆沿腔道滑动；换刀气缸设置于筒座的后端，用于驱动活动杆前后滑动；换刀传感器设置于筒座的内部，用于检测活动杆的位置，通过检测活动杆的位置，换刀传感器可实时反馈超声波主轴是处于装刀状态还是换刀状态。基于上述结构，推杆无需为了换刀传感器的检测而伸出旋转轴的后端很长一段，也即，推杆可拥有更短的长度和更轻的重量，进而可减轻旋转轴的重量，提高旋转轴转动时的稳定性，增强超声波主轴的切削加工效果。
另外，本实用新型还提供了一种超声波机床，由于其采用了上述的超声波主轴，因此同样具有运行稳定，加工效果好等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的超声波主轴的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二的超声波机床的结构示意图。
图中：100、超声波主轴；1、筒座；11、主壳体；12、后端盖；2、旋转轴；21、腔道；3、推杆；4、活动杆；5、换刀气缸；6、换刀传感器；7、碟形弹簧；8、无线发射组件；81、发射架；82、发射线圈；9、无线接收组件；91、接收架；92、接收线圈；10、编码器齿轮；200、超声波电源。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
另外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”的含义包括“内部”、“外部”、“上部”、下部”等。术语“前端”和“后端”指的是，刀具在使用过程时，靠近加工工件的一端为“前端”，远离加工工件的一端为“后端”。
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例提供一种超声波主轴100，其主要包括筒座1、旋转轴2、推杆3、活动杆4、换刀气缸5以及换刀传感器6。筒座1为不动件，旋转轴2可转动地穿设于筒座1的内部；旋转轴2的轴线上设有腔道21，该腔道21贯穿旋转轴2的前后两端，推杆3设置于腔道21内；活动杆4穿设于筒座1的后端，用于推动推杆3沿腔道21滑动；换刀气缸5设置于筒座1的后端，用于驱动活动杆4前后滑动；换刀传感器6用于检测活动杆4的位置，其设置于筒座1的内部并对准活动杆4，通过检测活动杆4的位置，换刀传感器6可实时反馈超声波主轴100是处于装刀状态还是换刀状态。
基于上述结构，推杆3无需为了换刀传感器6的检测而伸出旋转轴2的后端很长一段，也即，推杆3可拥有更短的长度和更轻的重量，进而可减轻旋转轴2的重量，提高旋转轴2转动时的稳定性，增强超声波主轴100的切削加工效果。
可选地，如图1所示，作为本实用新型提供的超声波主轴100的一种具体实施方式，活动杆4的前端正对推杆3的后端，并且，活动杆4与推杆3互不连接；腔道21内则设有套于推杆3外的弹性件7，在本实施例中，弹性件7优选碟形弹簧。由此，当超声波主轴100需要换刀时，换刀气缸5先是驱动活动杆4向前滑动，待活动杆4与推杆3接触后，再克服弹性件7的阻力推动推杆3向前滑动；当换刀完毕后，换刀气缸5驱动活动杆4向后滑动，与此同时，推杆3在弹性件7的恢复力的作用下向后滑动，直至活动杆4和推杆3均回到原位，此时，二者相互分离。
进一步地，如图1所示，筒座1包括主壳体11和后端盖12，主壳体11呈圆筒状，旋转轴2穿设于主壳体11内，后端盖12设于主壳体11的后端并罩住旋转轴2的后端，换刀气缸5设于后端盖12的外底部，活动杆4穿设于后端盖12的盖底，换刀传感器6设于后端盖12的内部。
进一步地，如图1所示，本实用新型实施例提供的超声波主轴100还包括无线发射组件8和无线接收组件9，无线发射组件8设于后端盖12的内部，无线接收组件9设于旋转轴2的后端，并且，无线发射组件8与无线接收组件9间隔相对设置，换刀传感器6设于无线发射组件8背向无线接收组件9的一侧。如此，通过与电源电连接，无线发射组件8可产生稳定的感应磁场，随着旋转轴2相对于无线发射组件8做旋转运动，无线接收组件9可通过切割磁感线而产生感应电流，也即，利用电磁感应原理，旋转轴2与筒座1之间可形成非接触式的电性导通。
再进一步地，如图1所示，旋转轴2的后端设有编码器齿轮10，无线接收组件9设于编码器齿轮10上。
更进一步地，如图1，无线发射组件8包括发射架81和发射线圈82，发射架81设置于后端盖12内，发射架81的前端面设有第一凹槽，发射线圈82固定于第一凹槽内；更具体地，第一凹槽内设有第一铁氧体(图未示)，发射线圈82设于第一铁氧体的容纳槽内。对应的，无线接收组件9包括接收架91和接收线圈92，接收架91固定于编码器齿轮10的后端面，接收架91的后端面设有第二凹槽，接收线圈92固定于第二凹槽内；更具体地，第二凹槽内设有第二铁氧体(图未示)，接收线圈92设于第二铁氧体的容纳槽内。
可选地，如图1所示，作为本实用新型提供的超声波主轴100的一种具体实施方式，第一凹槽与第二凹槽正对设置，也即，发射线圈82与接收线圈92正对设置，如此可确保接收线圈92切割更多的磁感线，以产生最大的电流。
可选地，如图1所示，作为本实用新型提供的超声波主轴100的一种具体实施方式，发射架81和接收架91均为环形，当超声波主轴100处于装刀状态时，活动杆4的前端伸入发射架81的环口内且不超出发射架81的前端面；推杆3的后端伸入接收架91的环口内且不超出接收架91的后端面。基于此，活动杆4与推杆3之间的距离合适，可满足换刀操作，与此同时，无线发射组件8和无线接收组件9不会增加推杆3的长度，使其达到长度短、重量轻的效果。
实施例二
如图2所示，本实用新型实施例提供一种超声波机床，其主要包括超声波电源200和实施例一提供的超声波主轴100，其中，无线发射组件8的发射线圈82与超声波电源200电连接。
综上，本实用新型实施例提供了一种超声波主轴100及包括其的超声波机床，与现有技术相比，该超声波主轴100的旋转轴2重量轻，稳定性好，因此切削加工效果好，该超声波机床由于采用了上述的超声波主轴100，因此同样具有运行稳定，加工效果好等优点。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
1.一种超声波主轴，其特征在于，包括：
筒座；
旋转轴，可转动地穿设于所述筒座的内部，所述旋转轴的内部设有腔道，且所述腔道贯穿所述旋转轴的前后两端；
推杆，设置于所述腔道内；
活动杆，穿设于所述筒座的后端，用于推动所述推杆沿所述腔道滑动；
换刀气缸，设置于所述筒座的后端，用于驱动所述活动杆前后滑动；
换刀传感器，设置于所述筒座的内部，用于检测所述活动杆的位置。
2.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于，所述活动杆的前端正对所述推杆的后端，且所述活动杆与所述推杆互不连接。
3.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于，所述腔道内设有套于所述推杆外的弹性件。
4.根据权利要求1所述的超声波主轴，其特征在于，所述筒座包括主壳体和后端盖，所述旋转轴可转动地穿设于所述主壳体的内部，所述后端盖设于所述主壳体的后端并罩住所述旋转轴的后端，所述换刀气缸设于所述后端盖的外底部，所述活动杆穿设于所述后端盖的盖底，所述换刀传感器设于所述后端盖的内部。
5.根据权利要求4所述的超声波主轴，其特征在于，还包括无线发射组件和无线接收组件，所述无线发射组件设于所述后端盖的内部，所述无线接收组件设于所述旋转轴的后端，且所述无线发射组件与所述无线接收组件间隔相对设置。
6.根据权利要求5所述的超声波主轴，其特征在于，所述换刀传感器设于所述无线发射组件背向所述无线接收组件的一侧。
7.根据权利要求5所述的超声波主轴，其特征在于，所述旋转轴的后端设有编码器齿轮，所述无线接收组件设于所述编码器齿轮上。
8.根据权利要求5所述的超声波主轴，其特征在于，所述无线发射组件包括发射架和发射线圈，所述发射架与所述后端盖固定连接，所述发射架的前端面设有第一凹槽，所述发射线圈固定于所述第一凹槽内；
所述无线接收组件包括接收架和接收线圈，所述接收架与所述旋转轴固定连接，所述接收架的后端面设有第二凹槽，所述接收线圈固定于所述第二凹槽内。
9.根据权利要求8所述的超声波主轴，其特征在于，所述发射架和所述接收架均为环形，所述活动杆的前端伸入所述发射架的环口内且不超出所述发射架的前端面，所述推杆的后端伸入所述接收架的环口内且不超出所述接收架的后端面。
10.一种超声波机床，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的超声波主轴。
技术总结