[0028] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0029] 如图1-7所示，本实施例的可快速更换声学系统的旋转超声主轴，包括内轴套20、外轴套9、轴承、用于提供主轴旋转动力的伺服电机1、传动部件、声学系统信号传输部件、用于提供轴向超声频振动的声学系统和可快速拆卸的声学系统安装部件。
[0030] 内轴套20与外轴套9之间通过上下对应设置的一对圆锥滚子轴承18和一个轴向浮动轴承12连接，上下对应设置的一对圆锥滚子轴承18之间设有轴承垫环17，下端的圆锥滚子轴承18依靠轴承端盖19限位，上端的圆锥滚子轴承18依靠锁紧螺母15压紧；轴向浮动轴承12设于锁紧螺母15和轴承过渡套26之间，下端采用轴承过渡套26限位，上端依靠锁紧螺母15压紧；内轴套20上设有两个对称的第一方孔29用于观测声学系统信号接触，外轴套9下段设有两个与第一方孔29对应的第二方孔30，外轴套9上半段设有一个第三方孔31用于声学系统信号传输部件的调整和维护。
[0031] 传动部件包括联轴器3、中空传动轴4、胀紧联结套11和传动过渡套10，联轴器3上端固定连接伺服电机1的电机轴，联轴器3下端连接中空传动轴4，胀紧联结套11内侧螺栓连接中空传动轴4，胀紧联结套11外侧螺栓连接传动过渡套10，通过螺栓预紧力使胀紧联结套11与中空传动轴4和传动过渡套10固定连接；传动过渡套10为法兰型，与内轴套20之间采用螺栓连接并嵌入内轴套20。
[0032] 声学系统信号传输部件包括碳刷28、碳刷架6、碳刷架安装组件7、绝缘套8、电滑环5、电极27、电极座14和电极安装法兰13。其中碳刷架安装组件7由夹布胶木搭建而成，设于内轴套20的上方，并用两个螺栓固定安装于外轴套9的内壁，可实现轴向位置调节；碳刷架安装组件7包括上下两块圆形板32、与外轴套9螺栓连接的侧板33、用于安装碳刷架6的侧板
34和用于压紧碳刷架6的侧板35；用于安装碳刷架6的侧板34位于外轴套9上段的第三方孔
31一侧，侧板34中央设有上下两个安装孔，用于安装碳刷架6；用于压紧碳刷架6的侧板35位于碳刷架6后方，采用螺栓固定并压住碳刷架6。三个绝缘套8安装于中空传动轴4上，其中两个绝缘套8为法兰环型，另外一个绝缘套8为圆环型，三个绝缘套8之间形成两个凹槽用于安装两个电滑环5，电滑环5为铜制圆环。电滑环5内壁分别连接有导线，其中下方电滑环5的导线穿过绝缘套8后与中空传动轴4连接，上方电滑环5的导线穿过绝缘套8和中空传动轴4侧壁上的通孔进入中空传动轴4内部，并与电极座14连接。电极座14外壁为螺纹，安装在电极安装法兰13上，电极安装法兰13由夹布胶木制成，用螺栓安装于传动过渡套10的底部。电极座14上设有四个孔，每个孔上装有带弹簧伸缩的电极27，四个孔上端带有螺纹，可用螺栓将电极27压住并调整电极27伸出长度。
[0033] 声学系统包括换能器16、第一级变幅杆23、第二级变幅杆24和刀具25。内轴套20上有数个螺纹孔39用于安装弹性紧定螺钉40，换能器16依靠弹性紧定螺钉40定位，并保证与内轴套20之间的同轴度，同时弹性紧定螺钉(40)为金属材料，可与换能器(16)通电使其接地。换能器16为圆柱形结构，上端面中心有球形电极36，球形电极36与声学系统信号传输部件的电极27接触，使换能器16能连接超声频电信号并产生振动。第一级变幅杆23上端与换能器16连接，下端与第二级变幅杆24连接，第一级变幅杆23中间位置有法兰形的声学节点，用于声学系统的安装固定；第二级变幅杆24下端连接匕首形直刃刀具37或圆盘形刀具38，用于复合材料的两种不同加工方式。
[0034] 声学系统安装部件包括锥形安装法兰21和环形压环22，锥形安装法兰21外锥面与内轴套20下段的内锥面采用螺栓连接，锥形安装法兰21内壁与第一级变幅杆23的法兰形声学节点配合，并用环形压环22锁紧；环形压环22和法兰形声学节点通过螺栓安装在锥形安装法兰21上。锥形安装法兰21的快拆螺栓孔42为槽孔和圆孔组成，圆孔的直径大于槽孔的宽度，圆孔连通于槽孔。安装螺栓不需要完全卸下即可更换声学系统和锥形安装法兰21。
[0035] 本实施例的可快速更换声学系统的旋转超声主轴的具体操作流程如下：
[0036] 步骤一：旋转超声主轴装入携带匕首形直刃刀具37的声学系统；
[0037] 步骤二：通入超声频电信号，声学系统产生振动；
[0038] 步骤三：伺服电机1进行精确的角度控制，调整匕首形直刃刀具37的刀刃方向，主轴依靠五轴机床运动，沿刀刃方向运动进行复合材料的切削加工。本实施例中，加工材料为Nomex蜂窝材料，使用匕首形直刃刀具37将蜂窝材料需要大量去除的部分切成V形状；
[0039] 步骤四：匕首形直刃刀具37加工结束，伺服电机1停止运动，超声频电信号断开，声学系统停止振动；
[0040] 步骤五：旋转超声主轴卸下携带匕首形直刃刀具37的声学系统，装入携带圆盘形刀具38的声学系统；
[0041] 步骤六：通入超声频电信号，声学系统产生振动；
[0042] 步骤七：伺服电机1进行转速控制，带动圆盘形刀具38旋转，主轴依靠五轴机床运动，进行复合材料的切削加工，使用圆盘形刀具38将蜂窝材料已经被切成V形状的部分去除，并对表面进行精加工；
[0043] 步骤八：圆盘形刀具38加工结束，伺服电机1停止运动，超声频电信号断开，声学系统停止振动。
[0044] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
