[發明專利]超聲波加工裝置及其振動單元

有效

• 申請號: 201810238857.5
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110293633B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 賴振維;李慧玲
• 申請（專利權）人: 深圳市特力威科技有限公司
• 主分類號: B28D1/22
• 分類號: B28D1/22;B28D7/00
• 代理公司: 深圳市盈方知識產權事務所(普通合伙) 44303
• 代理人: 朱曉江;黃蘊麗

本發明公開了一種超聲波加工裝置及其振動單元，超聲波加工裝置包括：一固定座，一可轉動地安裝在該固定座中的旋轉軸，以及一安裝于該旋轉軸且隨其一起旋轉的振動單元。其中該振動單元包括多片壓電片和具有至少一第一導電片及至少一第二導電片的一導電片組，該導電片組用以將這些壓電片形成一并聯組態，且這些壓電片鄰接一迫緊件，另將一結合件穿過該迫緊件及這些壓電片并接裝于振幅桿；其中各該壓電片的前后相向面相對設有一對開槽，使得這些壓電片在一高頻電壓作用下，于軸向形成高頻振動的同時另利用這些開槽的存在所造成形變以產生徑向偏擺振動。

技術領域

本發明屬于超聲波器件技術領域，涉及一種超聲波加工裝置，尤指一種具有軸向高頻振動和徑向偏擺振動的超聲波加工裝置。同時本發明還涉及一種用于超聲波加工機或超聲波加工裝置且能提供高頻振動和徑向偏擺振動的振動單元。

背景技術

超聲波加工機主軸主要是利用壓電片的高頻振動，使得裝設于主軸刀具能產生高頻振蕩，讓刀具能有效地降低切削阻力，以便將待加工工件表面的微粒一一分離。當待加工工件為又硬又脆的材料，例如玻璃、陶瓷、二氧化鋯等時，若能以超聲波加工機來進行加工，不但可使加工所產生的碎屑變得更為細薄，同時能延長刀具使用壽命。

再者，當超聲波加工機主軸進行高頻振蕩加工時，刀具因振動源的加入，所以刀具與待加工工件接觸時，刀具除了主軸旋轉外又增加了軸向高頻振動，使得刀具在雙重運動下，促進了待加工工件的材料切除。因此，超聲波加工機具有減輕加工阻力、提高加工效率、改善待加工工件的加工面粗糙度、刀具本身因振動而不沾黏切削殘屑，延長刀具使用壽命的優點，所以目前超聲波加工機主軸已廣泛地被產業界所采用。

有鑒于非超聲波加工機無法提供超聲波加工的功能，因此本領域技術人員即研發出具有超聲波高頻振動的超聲波刀把，例如中國臺灣發明專利公開第TW 1415691B號專利案，該案公開一種超聲波加工裝置(又稱超聲波刀把)，該超聲波加工裝置包括：一固定單元，該固定單元包括一中空軸座，及至少一安裝在該軸座內且能接電導通的碳刷；一旋轉單元，其可轉動地安裝在該固定單元中，并包括可旋轉地安裝在該軸座內且中空的一套筒；以及一振動單元，其安裝于該旋轉單元并且隨其一起旋轉，包括安裝在該套筒內且中空的一底座、安裝在該底座內的一超聲波頭，以及安裝在該底座上且電連接該碳刷的一導電環，該超聲波頭具有一大徑段，以及由該大徑段往下縮束延伸的一小徑段，該導電環是對應位于該小徑段外圍且轉動接觸于該碳刷，以便將該碳刷輸出的電流引導至該超聲波頭，而令該超聲波頭產生振動。

為能提供該超聲波加工裝置的工作電源，因此該超聲波加工裝置還包括固定安裝在該固定單元的一接線單元，該接線單元具有一第一接線座、固定安裝于該固定單元且對應位在該第一接線座下方的一第二接線座、安裝于該第一接線座底部的一第一電極、用于電連接該第一電極與一電源的的一電線，以及安裝于該第二接線座頂部且電連接該碳刷的一導線的一第二電極。

實際上，該第一接線座是固定安裝于該加工機主軸，以便該超聲波加工裝置接裝于該加工機主軸時，將該第二接線座的第二電極插接于該第一接線座第一電極，以形成電連接。因此，該超聲波加工裝置的第一接線座固定安裝于該加工機主軸的工序，是為了將該加工機主軸內的電源供給該第二接線座，此舉涉及該加工機主軸必須進行改裝，以及電源的配線，徒增改裝及配線的費用。再者，利用碳刷與電連接高速旋轉的導電環設計，又容易加速磨損該碳刷，不但會影響導電合格率，更會造成碳刷的使用壽命大幅降低，并非一有效的解決方案。此外，現有的超聲波加工機或超聲波加工裝置均無法提供徑向偏擺振動功能，因此無法一次完成軸向及徑向切削的功能，而亟待改善。

因此，如何提供超聲波加工機或超聲波加工裝置具有軸向高頻振動和徑向偏擺振動，乃本領域技術人員亟待克服的難題。

發明內容

本發明主要目的在于提供一種超聲波加工裝置，其具有軸向高頻振動和徑向偏擺振動功能，因此能夠一次完成軸向及徑向切削的功能，以免除額外的徑向切削工序。