CN105499617B - 一种加工小孔的超声波刀具头及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工小孔的超声波刀具头及其应用，包括变幅杆、锥套、工具座、工具头及调整圈，所述锥套通过调整圈与工具座连接，工具座成阶梯状，工具头设置在工具座的前端，变幅杆伸入锥套和工具座内，工具头与变幅杆前端垂直接触。本发明通过改进工具座的结构形式，缩小了工具座的整体结构尺寸，可用于加工直径30mm以下的内孔，其加工范围更广。同时在锥套与工具座之间通过键或销进行导向连接，在调节变幅杆与工具头的间隙时，可有效防止工具座的转动，同时避免了工具座的转动带来的工具头方向不确定的问题。

Description

一种加工小孔的超声波刀具头及其应用

技术领域

本发明涉及一种加工小孔的超声波刀具头及其应用，属于超声波加工技术领域。

背景技术

目前，在机械加工领域利用超声波加工已比较成熟，其中超声波刀具是超声波加工过程中最重要的组成部分，例如，利用超声波刀具加工内孔的内表面，可以很好地降低内孔表面的粗糙度，但由于目前的超声波刀具在加工内孔时，需要将超声波刀具头伸入到内孔里面，对于孔径较大的内孔加工起来较为方便，但当孔径小于30mm时，现有的超声波刀具头的结构尺寸，使其无法伸进到内孔里面进行超声波加工。

例如，中国专利文献CN204195174U公开了一种超声波金属表面加工刀具，该刀具包括固定套、滑套、变幅杆和换能器，滑套设置在固定套内，滑套与固定套通过定位销连接，变幅杆和换能器设置在滑套中，换能器连接在变幅杆的后端，变幅杆前部伸出滑套，固定套后部设置有作用在滑套上的弹力机构。该刀具能够伸入内孔，可以很好地对内孔的侧壁进行超声波加工，但是该超声波刀具只能加工内孔尺寸为直径30mm以上的内孔，对直径30mm以下的内孔无法加工。

因此，亟需设计一种改进型结构的超声波加工刀具头，以解决无法加工微小内孔的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种加工小孔的超声波刀具头，该超声波刀具头具有更小的结构尺寸，能够伸入直径30mm以下的内孔进行超声波加工。

本发明还提供上述一种加工小孔的超声波刀具头的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种加工小孔的超声波刀具头，包括变幅杆、锥套、工具座和工具头，所述锥套与工具座连接，工具头设置在工具座的前端，变幅杆伸入锥套和工具座内，工具头与所述的变幅杆接触。

优选的，所述工具座成阶梯状，工具座包括第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径，工具头突出第一圆柱体的外侧面。

优选的，所述第一圆柱体的直径不大于16mm。

优选的，所述超声波刀具头还包括调整圈，调整圈的一端与锥套螺纹连接、另一端与工具座卡接。此设计的好处在于，当调整圈在锥套上螺纹转动时，带动工具座的轴向移动，进而调节变幅杆与工具头之间的间隙。

优选的，所述工具座与锥套之间设置有弹簧。

进一步优选的，所述弹簧为波形弹簧。

优选的，所述工具座上还设置有锁紧圈，锁紧圈与工具座螺纹连接并位于调整圈的一侧。此设计的好处在于，当调整圈调整到合适位置时，通过锁紧圈对调整圈进行锁紧。

优选的，所述锥套与工具座之间通过键或销导向连接。此设计的好处在于，在锥套与工具座之间通过键或销与键槽的配合进行连接，在调整锥套与工具座之间的间距时，键或销起导向作用，可有效防止工具座的转动。

优选的，所述工具头嵌入式设置在工具座的前端并通过定位块固定。

一种加工小孔的超声波刀具头的使用方法，包括以下步骤，

作业前，通过旋转调整圈来调整变幅杆与工具头的间隙，当间隙调整到符合要求时，通过锁紧圈对调整圈固定；然后将超声波刀具头前端的工具头伸入孔内，工具头与孔的内侧壁接触。

本发明的有益效果在于：

1、本发明超声波刀具头通过改进工具座的结构形式，使工具座的整体外形尺寸变小，同时改变了工具头的安装位置及安装方式，使工具头与变幅杆垂直接触，缩小了刀具头的结构尺寸，可用于加工直径30mm以下的内孔，其可加工孔的范围更广。

2、本发明在锥套与工具座之间通过键或销进行导向连接，在调节变幅杆与工具头的间隙时，可有效防止工具座的转动，同时避免了工具座的转动带来的工具头方向不确定的问题。

附图说明

图1为本发明超声波刀具头的结构示意图；

图2为本发明超声波刀具头的剖视图；

图3为本发明中工具座的结构示意图。

其中：1、锥套；2、调整圈；3、锁紧圈；4、工具头；5、定位块；6、工具座；601、第一圆柱体；602、第二圆柱体；7、键槽；8、平键；9、波形弹簧；10、变幅杆。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图3所示，一种加工小孔的超声波刀具头，该超声波刀具头包括变幅杆10、锥套1、工具座6、工具头4及调整圈2；其中，锥套1通过调整圈2与工具座6连接，调整圈2为一尾端设有内螺纹的空腔圆柱体，该调整圈尾端的内螺纹与锥套前端的外螺纹配合连接，调整圈2的前端与工具座6相卡接，工具头4嵌入在工具座6的前端并通过定位块5固定，锥套1上设有容纳变幅杆的内孔，变幅杆10伸入锥套1和工具座6内，变幅杆的前端设置成斜面结构，工具头4的外圆面与斜面结构垂直接触。

具体地，工具座6包括第一圆柱体601和第二圆柱体602，工具座6与锥套1之间留有一定的空隙，通过调整圈2旋转调节工具座6与锥套1之间的距离，来调节工具头4与变幅杆10之间的间隙。变幅杆10前端的斜面结构与水平面的夹角为45°，工具头的外圆面与斜面结构成垂直角度安置在工具座的前端，即变幅杆的轴线与工具头的轴线夹角为45°。

本实施例中的超声波刀具头，改进了传统刀具头的结构形式，将工具座设置成阶梯状，其前端的第一圆柱体的直径为16mm，且工具头4嵌入第一圆柱体601并突出第一圆柱体601的外侧面，工具头伸入工具座内与变幅杆的斜面结构垂直接触，减少了工具头在工具座上的安装空间，相应地刀具头的整体外部尺寸更小，使该刀具头能够伸入直径30mm以下的孔内进行超声波加工。

实施例2：

一种加工小孔的超声波刀具头，结构如实施例1所述，其不同之处在于：在锥套1与工具座6的空隙内安放波形弹簧9。该波形弹簧9，一方面可以支持工具座，使工具座与锥套前端卡接的更为牢固，另一方面在调整变幅杆与工具头的间隙时，可以做到准确的微小调整。变幅杆10的前端设置成球面结构，工具头4的外圆面与球面结构垂直接触。

实施例3：

一种加工小孔的超声波刀具头，结构如实施例1所述，其不同之处在于：工具座6上还设置有锁紧圈3，锁紧圈3与工具座6螺纹连接并位于调整圈2的一侧。当调整圈调整到合适位置时，通过锁紧圈对调整圈进行锁紧。

实施例4：

一种加工小孔的超声波刀具头，结构如实施例1所述，其不同之处在于：锥套1与第二圆柱体602之间通过键或销连接，本实施例中选用平键8连接，在锥套上设置平键8，在第二圆柱体602内壁上开键槽7，平键8与键槽7配合安装。在锥套1与工具座6之间通过键或销与键槽的配合进行导向连接，在调整锥套与工具座之间的间距时，键或销可有效防止工具座的转动。

实施例5：

一种加工小孔的超声波刀具头的使用方法，包括以下步骤，

作业前，将该超声波刀具头与换能器等部件组成超声波刀具，通过旋转调整圈来调整变幅杆与工具头的间隙，当间隙调整到符合要求时，通过锁紧圈对调整圈固定；然后将超声波刀具前端的工具头伸入孔内，工具头与孔的内侧壁接触；启动超声波刀具，工具头对孔的内侧壁进行超声波加工。

Claims (3)

1.一种加工小孔的超声波刀具头，其特征在于，包括变幅杆、锥套、工具座和工具头，所述锥套与工具座连接，工具头设置在工具座的前端，变幅杆伸入锥套和工具座内，工具头与所述的变幅杆接触；

所述工具座成阶梯状，工具座包括第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径，工具头突出第一圆柱体的外侧面；

所述第一圆柱体的直径不大于16mm；

所述超声波刀具头还包括调整圈，调整圈的一端与锥套螺纹连接、另一端与工具座卡接；

所述工具座与锥套之间设置有弹簧，所述弹簧为波形弹簧；

所述工具座上还设置有锁紧圈，锁紧圈与工具座螺纹连接并位于调整圈的一侧；

所述锥套与工具座之间通过键或销导向连接。

2.如权利要求1所述的加工小孔的超声波刀具头，其特征在于，所述工具头嵌入式设置在工具座的前端并通过定位块固定。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的加工小孔的超声波刀具头的使用方法，包括以下步骤，

作业前，通过旋转调整圈来调整变幅杆与工具头的间隙，当间隙调整到符合要求时，通过锁紧圈对调整圈固定；然后将超声波刀具头前端的工具头伸入孔内，工具头与孔的内侧壁接触。