[發(fā)明專利]一種高頻超聲刀柄、刀具裝置及超聲機床

有效

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113427286B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顏炳姜;李偉秋
• 申請（專利權(quán)）人: 科益展智能裝備有限公司;匯專科技集團股份有限公司;科益展智能裝備有限公司廣州分公司
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;B23Q3/12;B23B31/00;B06B1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高頻超聲刀柄，包括：依次連接在刀柄本體前端的筒夾和用于接收換能器轉(zhuǎn)換的高頻機械振動的變幅桿；所述刀柄本體的前端開設(shè)有第一容置腔，所述筒夾與所述刀柄本體可拆卸連接且部分插設(shè)于所述第一容置腔中；在所述筒夾與所述變幅桿連接部分設(shè)置有振動能量阻斷結(jié)構(gòu)，所述振動能量阻斷結(jié)構(gòu)用于減少所述變幅桿傳遞的高頻機械振動傳遞到所述筒夾上。這種高頻超聲刀柄、刀具裝置及超聲機床的結(jié)構(gòu)精簡小巧，能量損失少，能夠滿足超高頻振動的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高頻超聲刀柄、刀具裝置及超聲機床。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，超聲加工技術(shù)也越來越被人們所應(yīng)用，通過在傳統(tǒng)切削加工的工具與工件相對運動的基礎(chǔ)上，在切削工具或工件上施加超聲振動，通過機械切削作用、高頻微撞擊作用以及超聲空化作用等進行材料去除，獲得更好加工性能的加工方法。超高轉(zhuǎn)速(例如6000轉(zhuǎn)以上)的機床需要使用超高頻率(80-100kHz以上)的超聲刀柄，否則超聲振動的頻率無法匹配其線速度，難以保證其加工品質(zhì)、精度、效率和刀具壽命。

然而，現(xiàn)有能實現(xiàn)超高頻頻率振動能量的超聲刀柄尺寸較大，難以實現(xiàn)超高頻率(100kHz以上時，波長極小)的振動。換能器、刀具以及筒夾常套設(shè)在變幅桿中，造成變幅桿和換能器的直徑過大，難以達到理想的尺寸。此外，由于現(xiàn)有的超聲刀柄與刀具之間的連接固定結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且部件較多，導(dǎo)致超聲電源難以確認真正的諧振頻率，還會造成聲阻抗大，消耗高頻機械振動能量，刀具難以實現(xiàn)超高頻率振動，加工效果差。再加上復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)使得整個超聲刀柄長度和重量增加，容易引起跳動和慣性差等問題，使得現(xiàn)有技術(shù)中難以制造超高頻率的超聲刀柄。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中缺陷的至少其中之一，本發(fā)明的目的在于提供一種高頻超聲刀柄、刀具裝置及超聲機床，其結(jié)構(gòu)精簡小巧，能量損失少，能夠滿足超高頻振動的需求。

本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高頻超聲刀柄，包括：依次連接在刀柄本體前端的筒夾和用于接收換能器轉(zhuǎn)換的高頻機械振動的變幅桿；所述刀柄本體的前端開設(shè)有第一容置腔，所述筒夾與所述刀柄本體可拆卸連接且部分插設(shè)于所述第一容置腔中；在所述筒夾與所述變幅桿連接部分設(shè)置有振動能量阻斷結(jié)構(gòu)，所述振動能量阻斷結(jié)構(gòu)用于減少所述變幅桿傳遞的高頻機械振動傳遞到所述筒夾上。

進一步地，所述高頻超聲刀柄的振動頻率為80kHz至120kHz。

進一步地，所述振動能量阻斷結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述筒夾的前端的第二容置腔，所述變幅桿的后端設(shè)于所述第二容置腔內(nèi)，所述變幅桿的前端延伸出所述第二容置腔。

進一步地，所述換能器設(shè)置于所述變幅桿的后端并位于所述第二容置腔內(nèi)。

進一步地，所述變幅桿包括變幅桿本體及安裝于所述變幅桿本體后端的螺桿，所述換能器套設(shè)于所述螺桿的外周。

進一步地，所述變幅桿本體和所述螺桿同軸設(shè)置。

進一步地，所述變幅桿本體的外徑大于所述螺桿的外徑并小于所述第二容置腔的內(nèi)徑。

進一步地，所述振動能量阻斷結(jié)構(gòu)還包括支撐環(huán)，所述支撐環(huán)設(shè)于所述變幅桿的中部外周，所述變幅桿通過所述支撐環(huán)與所述筒夾連接，使得所述變幅桿的后端和所述換能器懸空于所述第二容置腔中。

進一步地，所述支撐環(huán)設(shè)于所述變幅桿本體的外周。

進一步地，所述第二容置腔容納所述變幅桿部分的橫截面的最小直線距離大于所述變幅桿在預(yù)設(shè)高頻機械振動頻率下的2倍振幅。

進一步地，所述第二容置腔沿軸向橫截面的形狀與所述變幅桿位于所述第二容置腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)形狀相匹配。

進一步地，所述第二容置腔容納所述螺桿部分沿軸向的截面為錐臺形，且所述錐臺形的底部朝向所述變幅桿的前端。