CN208743722U - 超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 - Google Patents
超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208743722U CN208743722U CN201821121987.2U CN201821121987U CN208743722U CN 208743722 U CN208743722 U CN 208743722U CN 201821121987 U CN201821121987 U CN 201821121987U CN 208743722 U CN208743722 U CN 208743722U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- knife handle
- flange
- ultrasonic
- energy converter
- flange arrangement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 14
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 241000233855 Orchidaceae Species 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Knives (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构，包括法兰，连接超声刀柄和超声换能器，所述法兰安装在超声换能器上且采用同样锥度锥面与超声刀柄安装定位。所述刀柄装置及法兰结构柔性高，精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声刀柄技术领域，更为具体地，涉及一种超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构。
背景技术
超声辅助加工越来越普遍，尤其是在硬脆材料领域、复合材料领域，超声辅助旋转加工应用更加广泛。在刀具刀刃处附加小幅高频超声波振动，从而达到降低切削力、切削热、提高加工效率，改善加工质量，延长刀具使用寿命的目的。
以往的超声旋转加工刀柄包括机床接口刀柄、电能传输装置、超声换能器，机床刀柄的端面设有用来安装超声换能器的安装腔，超声换能器安装在该安装腔上，电能传输装置安装在机床接口刀柄外，超声换能器安装在机床刀柄安装腔时采用法兰配合连接。
以往的旋转加工用超声刀柄换能器均采用法兰配合连接方式，或者采用螺栓锁紧固定方式。这种连接形式可以实现固定和连接的作用，但是很容易出现旋转刀具精度低、圆周跳动值偏大等问题。在实际生产装配过程中，需要通过提高法兰加工精度、预留刀具夹持部分加工量、换能器装配之后进行二次配磨的形式来保证旋转刀具所需的精度要求。例如，在专利号为CN205889591U的“BT40超声刀柄”中，介绍了一种超声波旋转加工刀柄，其包括BT40刀柄、拉钉、电能传输装置和超声换能器。超声换能器采用压电陶瓷片，通过逆压电效应将电能转换为机械能并最终传递到加工工具处。因该刀柄采用了螺栓锁紧固定换能器的方式，众所周知，螺纹是不具有定位功能的，为了保证刀具精度要求，在安装固定之后需要后续二次配磨工艺。
申请公布号为CN106985015A的“一种整体式复合超声刀柄装置”，公开了一种超声刀柄装置，同样采用刀柄、电能传输装置和超声换能器结构。超声换能器和刀柄连接方式采用的是法兰连接，换能器法兰采用直接伸出的实心法兰形式。压电式超声换能器是利用压电陶瓷的逆压电效应将电能转化为机械能，尤其是在超声刀柄上使用的换能器，以换能器产生的纵振能量为有效使用能量。换能器在纵向振动伸缩的同时，在节点法兰处会有相应频率的横向伸缩，以及不可避免的通过法兰向刀柄传递振动能量。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种高柔性、高精度的超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构。
根据本实用新型的一个方面，提供一种换能器法兰结构，包括法兰，连接超声刀柄和超声换能器，所述法兰安装在超声换能器上且采用同样锥度锥面与超声刀柄安装定位。
所述的换能器法兰结构，其中，所述超声刀柄和所述法兰插式连接。
所述的换能器法兰结构，其中，所述法兰上设置有U型槽，所述超声刀柄设置有与所述U型槽相适配的凸起，通过所述U型槽和所述凸起实现超声刀柄和所述法兰插式连接。
所述的换能器法兰结构，其中，还包括刀柄封装端盖，呈L型，一端与超声刀柄可拆连接，另一端将法兰压在所述超声刀柄上。
所述的换能器法兰结构，其中，所述刀柄封装端盖的另一端设置有顶丝孔，通过顶丝将法兰固定并锁紧在所述超声刀柄上。
所述的换能器法兰结构，其中，还包括封装垫环，设置在所述刀柄封装端盖和法兰之间。
所述的换能器法兰结构，其中，所述封装垫环为波形弹簧。
所述的换能器法兰结构，其中，所述法兰采用声学材料。
根据本实用新型的另一个方面，提供一种超声波旋转加工刀柄装置，包括上述换能器法兰结构、超声刀柄、超声换能器、电能传输装置和刀具，超声换能器将电能传输装置传输的电能转化为机械能，使得刀具转动，其中：
超声刀柄具有安装内腔，用来安装超声换能器；
换能器法兰结构的法兰，安装在超声换能器上，且放置在超声刀柄内部，连接所述超声刀柄和超声换能器；
刀具与法兰可转动连接。
所述的旋转加工刀柄装置，其中，所述超声刀柄的壁厚根据刚性和精度要求确定，刚性要求越高，精度要求越高，超声刀柄的壁厚越厚或所述超声刀柄采用刚性材料和硬性材料。
上述超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构既吸纳了超声换能器节点法兰处横向伸缩带来的振动，使超声换能器作为独立的振动单元工作，将有可能通过连接法兰传递到刀柄的振动能量降低到接近于零，保证了振动能量的有效传递。与此同时，刀柄内腔预留的法兰连接位置和超声换能器的伸出法兰连接面均采用同样锥度的锥面安装定位，保证了超声换能器和刀柄的高同轴度要求，进而保证了旋转刀具的精度要求，并省去后续的配磨环节，提高了效率降低了成本。
附图说明
通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
图1是本实用新型所述超声波旋转加工刀柄用换能器法兰结构的示意图；
图2是图1中A处的放大图。
在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
图1是本实用新型所述超声波旋转加工刀柄装置的构成示意图，如图1所示，所述旋转加工刀柄装置包括超声刀柄1、超声换能器(未示出)、电能传输装置2、换能器法兰结构和刀具6，超声换能器将电能传输装置2传输的电能转化为机械能，使得刀具6转动，其中：
超声刀柄1具有安装内腔，用来安装超声换能器，优选地，超声刀柄1一端为机床标准接口包括但不限于BT、HSK、ISO系列)，另一端设有所述安装内腔；
换能器法兰结构包括法兰5，安装在超声换能器上，且放置在超声刀柄1内部，连接所述超声刀柄和超声换能器；
刀具6与法兰5可转动连接。
上述刀柄装置通过超声换能器安装法兰结构形式的改变，提高了旋转刀具的位置精度，节省了后续的工艺处理环节，同时降低了超声换能器振动能量的损耗，也避免了由于振动的向外传递会带来的其他问题。
图2是图1中A处的放大图，示出了本实用新型所述换能器法兰结构的构成，如图2所示，所述换能器法兰结构包括：
法兰5，与超声刀柄1采用同样锥度锥面安装定位；
刀柄封装端盖3，呈L型，一端与超声刀柄1可拆连接(例如，螺纹连接)，另一端将法兰5压在所述超声刀柄1上；
封装垫环4，设置在所述刀柄封装端盖3和法兰5之间，保证刀柄封装端盖3对法兰5的长期有效压紧，优选地，为波形弹簧，可以选择标准件。
超声刀柄1为主要支撑体，为保证其刚性和精度满足加工需求，可采用加厚壁厚或选用高硬度高刚性材料。法兰5可采用声学特性较好的材料来制造。
优选地，所述超声刀柄和所述法兰插式连接，例如，所述法兰上设置有U型槽，所述超声刀柄设置有与所述U型槽相适配的凸起，通过所述U型槽和所述凸起实现超声刀柄和所述法兰插式连接。
另外，优选地，所述刀柄封装端盖的另一端设置有顶丝孔，通过顶丝将法兰固定并锁紧在所述超声刀柄上。
上述换能器法兰结构中，带安装内腔的超声刀柄和带有高柔性高精度法兰的超声换能器采用相同锥度的锥面承插式连接，用刀柄封装端盖通过螺纹安装在刀柄端部将换能器法兰固定并锁紧，将顶丝安装在端盖上预留的顶丝孔，增加螺纹端盖的螺纹预紧力，既保证锁紧稳固又可以保证设备的可拆卸可维护性。
本实用新型所述法兰结构和刀柄装置中，带安装内腔的标准接口超声刀柄1和安装在超声换能器的法兰5采用锥面配合连接，可以最大程度保证整体的同轴要求，也保证了刀具加工精度和刀具使用寿命。同时，该方式降低装配难度，可以快速准确的实现承插式装配，并减少了后续的配磨工艺，实现了在精准快速安装的前提下的高精度要求。配合法兰5薄壁U型槽的设计，使超声换能器即保留了刀柄应有的刚性要求，又实现了从超声振动角度出发的相对独立性，使振动能量经过U型槽后传递到1带安装内腔的标准接口超声刀柄上降低到最小，是一种高柔性结构。
尽管前面公开的内容示出了本实用新型的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本实用新型的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。此外，尽管本实用新型的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想多个，除非明确限制为单数。
Claims (10)
1.一种换能器法兰结构，包括法兰，连接超声刀柄和超声换能器，其特征在于，所述法兰安装在超声换能器上且采用同样锥度锥面与超声刀柄安装定位。
2.根据权利要求1所述的换能器法兰结构，其特征在于，所述超声刀柄和所述法兰插式连接。
3.根据权利要求2所述的换能器法兰结构，其特征在于，所述法兰上设置有U型槽，所述超声刀柄设置有与所述U型槽相适配的凸起，通过所述U型槽和所述凸起实现超声刀柄和所述法兰插式连接。
4.根据权利要求1所述的换能器法兰结构，其特征在于，还包括刀柄封装端盖，呈L型，一端与超声刀柄可拆连接，另一端将法兰压在所述超声刀柄上。
5.根据权利要求4所述的换能器法兰结构，其特征在于，所述刀柄封装端盖的另一端设置有顶丝孔，通过顶丝将法兰固定并锁紧在所述超声刀柄上。
6.根据权利要求4所述的换能器法兰结构，其特征在于，还包括封装垫环，设置在所述刀柄封装端盖和法兰之间。
7.根据权利要求6所述的换能器法兰结构，其特征在于，所述封装垫环为波形弹簧。
8.根据权利要求1所述的换能器法兰结构，其特征在于，所述法兰采用声学材料。
9.一种超声波旋转加工刀柄装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一权利要求所述的换能器法兰结构、超声刀柄、超声换能器、电能传输装置和刀具，超声换能器将电能传输装置传输的电能转化为机械能，使得刀具转动，其中：
超声刀柄具有安装内腔，用来安装超声换能器；
换能器法兰结构的法兰，安装在超声换能器上，且放置在超声刀柄内部，连接所述超声刀柄和超声换能器；
刀具与法兰可转动连接。
10.根据权利要求9所述的旋转加工刀柄装置，其特征在于，所述超声刀柄的壁厚根据刚性和精度要求确定，刚性要求越高，精度要求越高，超声刀柄的壁厚越厚。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821121987.2U CN208743722U (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821121987.2U CN208743722U (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208743722U true CN208743722U (zh) | 2019-04-16 |
Family
ID=66055489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821121987.2U Active CN208743722U (zh) | 2018-07-16 | 2018-07-16 | 超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208743722U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111113111A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 武汉理工大学 | 一种非接触式超声加工装置及其加工工艺 |
-
2018
- 2018-07-16 CN CN201821121987.2U patent/CN208743722U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111113111A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 武汉理工大学 | 一种非接触式超声加工装置及其加工工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108436609B (zh) | 超声波刀柄 | |
| CN106985015B (zh) | 一种整体式复合超声刀柄装置 | |
| CN108176574A (zh) | 一种串联复合结构双频多振幅压电超声换能器 | |
| CN204366633U (zh) | 纵扭复合振动超声加工换能器 | |
| CN208743722U (zh) | 超声波旋转加工刀柄装置及其换能器法兰结构 | |
| CN203886774U (zh) | 一种带凸缘结构的短换能器 | |
| CN109318064A (zh) | 法兰盘具有双减振和双密封的超声平面磨削方法及系统 | |
| CN106825679A (zh) | 一种基于旋转式无线电能传输的超声振动气钻 | |
| CN110052870A (zh) | 一种超声刀柄 | |
| CN109396005A (zh) | 具有内冷却功能的多维振动复合的超声加工方法及系统 | |
| CN104526751A (zh) | 一种新型超声波刀柄组件 | |
| CN107186283A (zh) | 一种高速连续超声径向振动切削方法及其实现装置 | |
| CN113477496A (zh) | 一种双激励纵扭复合超声振动装置 | |
| CN110976259B (zh) | 一种双激励超声椭圆振动切削装置 | |
| CN209379359U (zh) | 具有内冷却功能的多维振动复合的超声加工系统 | |
| CN212168983U (zh) | 一种可自动换刀的超声波刀柄 | |
| CN109894684A (zh) | 一种超声辅助切削振动系统 | |
| CN207858048U (zh) | 一种新型超声波换能器 | |
| CN111495722B (zh) | 一种医用超声刀换能器 | |
| CN204382369U (zh) | 一种新型超声波刀柄组件 | |
| CN207616258U (zh) | 应用于数控加工的iso类型超声波抛光刀柄结构 | |
| CN208032970U (zh) | 一种改进超声波换能器 | |
| CN105268620B (zh) | 一种双向纵扭复合振动装置 | |
| CN209850497U (zh) | 法兰盘具有双减振和双密封功能的超声平面磨削系统 | |
| CN208758637U (zh) | 适用于难加工材料的一体式超声纵扭复合车刀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20231102 Granted publication date: 20190416 |