[發(fā)明專利]一種超聲波切割刀具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710293442.3
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107139228B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔晰;趙夙;尚曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽遠(yuǎn)大裝備科技有限公司
• 主分類號: B26D1/00
• 分類號: B26D1/00;B26D7/08;B26D7/26
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊;楊樺

本發(fā)明公開了一種超聲波切割刀具，包括換能器、變幅桿、轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)以及刀片，其中，換能器與變幅桿連接，轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的頂部與變幅桿連接，轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的底部與刀片連接，刀片與轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)在同一頻率產(chǎn)生振型一致的共振，使得刀片產(chǎn)生良好振動，振幅均勻，刀片上不存在明顯節(jié)面，不會產(chǎn)生局部粘刀現(xiàn)象。且刀片呈片狀結(jié)構(gòu)，刀刃較長，切深較深，使得加工范圍較廣，且避免了切面兩端切角不同和切刀上端與材料之間的干涉。本發(fā)明中轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)可由鋁合金制造，降低成本，片狀刀片可由不銹鋼或合金鋼制造，硬度遠(yuǎn)大于鈦合金，可以切割較硬的材質(zhì)，大大提高了超聲波切割刀具的使用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切割裝置領(lǐng)域，具體地，涉及一種超聲波切割刀具。

背景技術(shù)

粘性材料如橡膠、固態(tài)化學(xué)產(chǎn)品、印刷線路板等在切割時(shí)容易產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，彈性材料如凍肉、糖果、巧克力、水果、蛋糕等在切割時(shí)容易產(chǎn)生變形，壓壞材料表面。超聲波切割刀具通過超聲波的能量，將被切割材料的局部加熱熔化，達(dá)到切割目的，超聲波切割不需要鋒利的刃口，不需要很大的壓力，就可以將材料輕松切割，不會造成被切割材料的崩邊、破損和掉渣。同時(shí)，由于刀面在做超聲波振動，摩擦阻力特別小，被切割材料不易粘在刀片上，可以解決上述粘刀問題。且在切割的同時(shí)刀刃對切割部位產(chǎn)生熔合作用，切割的同時(shí)將切割面被完美地封邊，避免造成材料飛邊等問題。

傳統(tǒng)超聲波切割刀具主要由換能器、變幅桿、刀片組成。圖1是現(xiàn)有超聲波切割刀具中的刀片結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，為了使刀片振動均勻且在刀刃處保持較大振幅，刀片設(shè)計(jì)成上大下小的楔形結(jié)構(gòu)。但是，這種楔形結(jié)構(gòu)的刀片的刀刃不能過長，若刀刃過長則可能產(chǎn)生刀片兩端刀尖振幅較大而刀刃中部振幅較小的現(xiàn)象，使刀片中部失去功能，因此現(xiàn)有超聲波切割刀具中刀片的刀刃通常設(shè)計(jì)的較短，無法適應(yīng)多種工況。

這種楔形結(jié)構(gòu)的刀片工作時(shí)的振型為縱向伸縮，這種振型雖然能在刀刃處得到最大振幅，但刀片中間某處會存在一個(gè)明顯的帶狀節(jié)面，越靠近節(jié)面處刀片的振幅越小，使得在切割粘性材料時(shí)，在刀片節(jié)面附近仍然存在粘刀現(xiàn)象。

如圖2a所示，由于刀片楔角的存在，在切割橡膠等較軟的材料時(shí)，切面兩端很難保證相同的角度。如圖2b所示，使用楔形刀片切割較厚且切角較小的材料時(shí)，當(dāng)切到較深處時(shí)，楔形刀片上端會與材料產(chǎn)生干涉，而阻礙刀片繼續(xù)切割。

為了使這種楔形結(jié)構(gòu)刀片可以連續(xù)使用，必須采用如鈦合金等聲學(xué)特性較好的材料來制造。但鈦合金屬于典型難加工材料，要將鈦合金加工出固定楔角是十分困難的，其加工成本及原料成本也較高。且從機(jī)械性能考慮，鈦合金硬度不夠，不適合切割較硬的材料，因此現(xiàn)有的傳統(tǒng)超聲波切割刀具刀片的加工范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種超聲波切割刀具，以轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)和刀片連接的設(shè)計(jì)代替楔形刀片結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有超聲波切割刀具中刀刃較短，易出現(xiàn)切面兩端切角不同，切深較小，加工范圍窄且成本高等技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述超聲波切割刀具，包括：

換能器、變幅桿，換能器與變幅桿連接；

轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的頂部與變幅桿連接；以及

刀片，刀片與轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的底部連接，

其中，刀片與轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)在同一頻率產(chǎn)生振型一致的共振。

優(yōu)選的，刀片是片狀結(jié)構(gòu)，在刀片上設(shè)置有豎直的多個(gè)通槽。

進(jìn)一步地，優(yōu)選的，在通槽靠近轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置有傾斜的一個(gè)或多個(gè)橢圓槽。

優(yōu)選的，轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的頂部表面上設(shè)置有用于安裝變幅桿的第一螺紋孔。

作為另一優(yōu)選，轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)的頂部表面上設(shè)置有沉孔，在沉孔中設(shè)置有用于安裝變幅桿的第一螺紋孔，且沉孔兩側(cè)設(shè)置有調(diào)整槽。