[發明專利]一種超聲切割刀具

在審

• 申請號: 202210629972.1
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115338927A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 皮鈞;羅文宇;姜濤;曹中和;薛昌盛;梁哲銘;侯達盤;沈志煌
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B26D7/08
• 分類號: B26D7/08;B26D7/26;A22C17/00
• 代理公司: 南通億旸知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32578
• 代理人: 丁松鵬

本發明提供了一種超聲切割刀具，該超聲切割刀具包括：1個支撐座；8片絕緣膜；4個端蓋板；至少4塊壓電陶瓷片以及對應數量的電極片；1個頂部夾具；1個底部夾具；1個刀具；數枚不同尺寸、種類的螺釘。該超聲切割刀具通過整體結構的彎振模態設計支撐座、端蓋板的尺寸以產生諧振，通過對壓電陶瓷片的激勵將振幅傳導至刀具輸出端，以此對被切割進行切割。

技術領域

本發明涉及一種超聲切割刀具，強調整體的彎曲振動模態，壓電陶瓷片受到激勵后將能量傳遞至刀具，刀具輸出端具有彎曲振動的最大振幅，以此更好的對被切割進行切割。該技術與實際生活結合可更加快捷方便的切割被切割，主要降低了使用成本，同時通過施加超聲使得刀具的使用壽命提升，刀具的更換簡便，可根據實際需求更換不同的刀具對被切割材料進行切割，維護簡便。

背景技術

目前超聲切割是利用超聲發生器使超聲換能器前端的刀片做超聲頻率的振動，通過刀頭將碰撞和沖擊能量傳遞到被切介質，致使被切介質材料疲勞破碎而達到切割目的的一項新型工藝技術。將超聲技術應用到刀具切割上面，這將對切割起到積極有效的作用。

目前市場上對于硬度較大類物體的加工大部分采用切割機器，而對于食品方面的凍肉類大多采用凍肉切片機進行切割，對于居家生活里手工切割刀使用很少，一般都會采用解凍或者其它處理后再切開。存在的主要問題是人工很難對硬質物體手工切割，需進行處理后才能切割分開，這樣會浪費很多寶貴的時間且如果處理不當還會造成不必要的浪費和破壞，因此在此方面引起了人們的關注。

該超聲切割刀具的支撐座、端蓋板等結構尺寸根據所需頻率進行設計，將所有零部件裝配好并施加超聲激勵后，壓電陶瓷片與支撐座、端蓋板諧振，整體做彎曲振動，將振動傳遞至刀具，刀具亦與前述結構諧振，此時刀尖端為振幅最大處，以此對被切割材料進行切割。

發明內容

本發明涉及一種超聲切割刀具，強調整體的彎曲振動模態，壓電陶瓷片受到激勵后將能量傳遞至刀具，刀具輸出端具有彎曲振動的最大振幅，以此更好的對被切割進行切割。

本發明裝置包括：1個支撐座；8片絕緣膜；4個端蓋板；至少4塊壓電陶瓷片以及對應數量的電極片；1個頂部夾具；1個底部夾具；1個刀具；數枚不同尺寸、種類的螺釘。該超聲切割刀具通過整體結構的彎振模態設計支撐座、端蓋板的尺寸以產生諧振，通過對壓電陶瓷片的激勵將振幅傳導至刀具輸出端，依次對被切割進行切割。

本發明裝置彎曲振動模態，材料放置方式、夾具與支撐座固定位置是該裝置的核心。支撐座由兩個直徑大小相等的環形凸臺組成，支撐座的前端設計有刀具的固定端，支撐座的形狀可以根據實際需求進行更改；端蓋板的形狀不局限與階梯型蓋板，可以是圓環形、鍥形、曲線形等；刀具的種類、形狀等選擇不局限于說明書附圖，與實際需求掛鉤。刀具的選擇多種多樣，由于刀具的更換十分簡便，實際操作可根據需求隨時更換刀具的種類。

本發明的一種超聲切割刀具，體現了結構簡便的同時可以更加輕易的對被切割進行切割，操作簡便，維護成本低。

附圖說明

圖1是本發明裝置中不帶刀具、夾具的超聲切割刀具示意性立體圖，以此直觀的表現彎曲振動模態產生的結構。

圖2是圖1中超聲切割刀具的爆炸視圖，由于其結構的對稱性，故只展示支撐座一端的爆炸視圖結構。

圖3是本發明裝置整體的示意性立體圖。

圖4是本發明裝置整體的爆炸視圖，由于其結構的對稱性，故只展示支撐座一端的爆炸視圖結構。

圖5是本發明裝置中的頂部夾具示意性立體圖。

圖6是本發明裝置中的底部夾具示意性立體圖。

以下給出圖1-6中各主要部件的代號：

支撐座1、絕緣膜2、電極片3、壓電陶瓷片4、端蓋板5、頂部夾具6、底部夾具7、刀具固定螺釘8、夾具連接螺釘9、刀具10、彎曲振動界面固定螺釘11。