CN209565715U - 一种超声波加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波加工刀具,包括变幅杆，还包括刀具座、刀具头和定位端盖；刀具座的底端与变幅杆之间固定连接，刀具座的顶端设有刀具头定位槽，刀具头定位槽转动安装有刀具头；刀具头的两端面均设有定位凸台，刀具头的外缘超出刀具座侧面的外缘，刀具头的轴线与刀具座的轴线平行；定位端盖固定安装于刀具座的顶端端面上，定位端盖上设有与定位凸台配合使用的定位孔；变幅杆的侧壁上开设有注油口，注油口与设于变幅杆内部的变幅杆注油腔相通，变幅杆注油腔与设于刀具座内部的刀具座注油腔相通，刀具座注油腔与刀具头定位槽相通。本实用新型既能够对内孔的侧面进行加工，同时，又能够满足加工细小内孔的要求。

Description

一种超声波加工刀具

技术领域

本实用新型涉及超声波加工刀具技术领域，尤其涉及一种超声波加工刀具。

背景技术

超声波加工刀具通常安装在超声波金属表面加工装置上，在超声波的振动下对工件表面进行超声波加工，以降低工件表面的粗糙度值。

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，不过由于传统的刀具头只能加工内孔的底面，无法加工其侧面，因而无法满足具有复杂作业表面的工件加工要求；同时，由于超声波刀具在加工内孔时，需要将超声波刀具伸入到内孔里面，对于孔径较大的内孔加工起来较为方便，但孔径尺寸较小时，超声波刀具无法伸进到内孔里面进行超声波加工。因此，亟需设计一种能够加工内孔的侧面，且满足能够加工细小内孔要求的刀具。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种超声波加工刀具，能够对内孔的侧面进行加工，同时，能够满足加工细小内孔的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种超声波加工刀具,包括变幅杆，还包括刀具座、刀具头和定位端盖；

所述刀具座的底端与所述变幅杆之间固定连接，所述刀具座的顶端设有刀具头定位槽，所述刀具头定位槽转动安装有所述刀具头；

所述刀具头的两端面均设有定位凸台，所述刀具头的外缘超出所述刀具座侧面的外缘，所述刀具头的轴线与所述刀具座的轴线平行；

所述定位端盖固定安装于所述刀具座的顶端端面上，所述定位端盖上设有与所述定位凸台配合使用的定位孔；

所述变幅杆的侧壁上开设有注油口，所述注油口与设于所述变幅杆内部的变幅杆注油腔相通，所述变幅杆注油腔与设于所述刀具座内部的刀具座注油腔相通，所述刀具座注油腔与所述刀具头定位槽相通。

优选的，所述刀具座的长度为150mm-1000mm。

优选的，所述刀具座包括连接部、过渡部和工作部，所述连接部的一端与所述变幅杆之间螺纹连接，所述过渡部设于所述连接部与所述工作部之间。

优选的，所述工作部的直径为6mm-100mm，所述定位端盖的直径与所述工作部的直径相同。

优选的，所述定位端盖与所述工作部的端面之间通过定位螺栓连接。

优选的，所述定位螺栓的数量为3个，所述定位螺栓沿周向均匀设置于所述刀具头的一侧。

优选的，所述刀具座的材质与所述变幅杆的材质相同。

优选的，所述刀具头为圆柱状。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种超声波加工刀具。通过在本实用新型中，刀具座的顶端设有刀具头定位槽，刀具头定位槽的内部转动设有圆柱状的刀具头，刀具头的外缘超出工作部侧面的外缘，同时定位端盖上设有定位孔，在定位孔与定位凸台的配合下，对刀具头进行固定，使刀具头在变幅杆的作用下，传导超声波的横波，能够对内孔的侧面进行振动加工，工件转动的过程中，带动刀具头，能够在刀具头定位槽内进行转动，满足了对内孔侧面进行加工的要求。

通过在本实用新型中，刀具座的底端与变幅杆之间固定连接，优选的，采用螺纹连接，满足对不同内孔进行加工的需求，可以根据不同尺寸的内孔，变更使用不同直径大小的刀具，满足了对细小内孔进行加工的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型超声波加工刀具的结构示意图；

图2是本实用新型超声波加工刀具使用方法的工作流程图；

图中：1-变幅杆、11-注油口、2-刀具座、21-连接部、22-过渡部、23-工作部、24-刀具头定位槽、25-刀具座注油腔、3-刀具头、31-定位凸台、4-定位端盖、41-定位孔、5-定位螺栓。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供的超声波加工刀具，包括变幅杆1，还包括刀具座2、刀具头3和定位端盖4；刀具座2的底端与变幅杆1之间固定连接，刀具座2的顶端设有刀具头定位槽24，刀具头定位槽24转动安装有刀具头3；优选的，刀具座2还包括连接部21、过渡部22和工作部23，连接部21的一端与变幅杆1之间螺纹连接，过渡部22设于连接部21与工作部23之间；刀具头3的两端面均设有定位凸台31，刀具头3的外缘超出刀具座2侧面的外缘，刀具头3的轴线与刀具座2的轴线平行，优选的，刀具头3为圆柱状；定位端盖4固定安装于刀具座2的顶端端面上，定位端盖4上设有与定位凸台31配合使用的定位孔41；变幅杆1的侧壁上开设有注油口11，注油口11与设于变幅杆1内部的变幅杆注油腔(图中未示出)相通，变幅杆注油腔与设于刀具座2内部的刀具座注油腔25相通，刀具座注油腔25与刀具头定位槽24相通。

在本实用新型中，刀具座2的工作部23的顶端设有刀具头定位槽24，其转动安装有圆柱状刀具头3，刀具头3的两端设有定位凸台31，通过定位凸台31，能够将刀具头3进行径向和轴向定位，其中，一端的定位凸台31位于刀具头定位槽24内，另一端的定位凸台31位于定位端盖4中，即，刀具头3是通过工作部23与定位端盖4共同作用实现径向和轴向定位的。刀具头3的外缘超出刀具座2侧面的外缘，即超出工作部23侧面的外缘，刀具头3的轴线与刀具座2的轴线平行；在对内孔进行侧面加工的使用过程中，刀具头3的外缘与内孔的侧面接触，而刀具座2侧面的外缘不与内孔的侧面接触，能够充分利用超声波在传导过程中的横波，增加了对内孔侧面的加工强度，提高了超声波的利用率，减少了能量损耗。

在本实用新型中，变幅杆1的侧壁上开设有注油口11，与外部供油路径联通，同时，经变幅杆注油腔(图中未示出)、刀具座注油腔25，到达刀具头定位槽24，对刀具头3进行润滑，使本实用新型在使用过程中，降低刀具头3的摩擦，减少了摩擦损耗，提高了能量的利用率。

在本实用新型中，定位端盖4固定安装于刀具座2的顶端端面上，优选的，采用定位螺栓5连接，便于维修更换；同时，优选的，定位螺栓5的数量为3个，定位螺栓5沿周向均匀设置于刀具头3的一侧，对刀具头3进行紧密固定。周向均匀的设置方式，能够降低工作部23在对内孔侧面进行加工时，由于其自身震动，对定位螺栓5产生的损害影响，提高使用寿命。

在本实用新型中，刀具座2的材质与变幅杆1的材质相同，便于超声波的传导，降低传导损失，其中，连接部21与变幅杆1中间螺纹连接，便于根据不同尺寸的加工要求，对本实用新型进行更换，满足了不同尺寸的加工需求。其中，工作部23的直径为6mm-100mm，定位端盖4的直径与工作部23的直径相同，满足了对细小内孔的加工要求，实现了对细小内孔的便捷加工。

对于本实用新型来说，在使用过程中，变幅杆1已经安装在超声波发生器上，工作人员只需要根据被加工的内孔尺寸，合适的去选择刀具座2即可。在确定了刀具座2的具体尺寸以后，将刀具座2通过螺纹，旋拧在变幅杆1上，工作部23的端面上通过定位端盖4对刀具头3进行固定，并将工作部23及定位端盖4深入到要加工的内孔内部，当刀具头3的外缘与内孔的侧面进行接触时，启动超声波发生器，变幅杆1对刀具座2进行高频振动，同时将振动传递至刀具头3，使刀具头3在超声波的作用下，产生径向振动，对内孔的侧面进行超声波加工。在加工的过程中，内孔位于被加工工件的表面，通过对工件进行传动，使内孔被加工的侧面发生转动，更改被加工的位置，实现对内孔侧面的超声波加工。同时，由于刀具头3被进行了径向和轴向固定，只能够在定位凸台的作用下，进行转动，因此，保证了作业面的加工精度，提高了成品率。

综上所述，本实用新型公开的一种超声波加工刀具，既能够对内孔的侧面进行加工，同时，又能够满足加工细小内孔的要求。

如图2所示，本实用新型还公开了一种超声波加工刀具的使用方法，采用上述的超声波加工刀具，具体步骤如下：

A1、将刀具头置于刀具头定位槽内，并通过定位端盖进行固定，使其能够在刀具头定位槽内转动；

A2、将刀具座与已经安装在超声波发生器上的变幅杆之间进行固定连接；

A3、将刀具座的顶端伸入到被加工内孔的内部，调整刀具头与被加工内孔的作业面之间的法向力，使法向力符合预设要求；

A4、启动超声波发生器，超声波经变幅杆传递至刀具座，刀具座对刀具头产生高频振动，移动刀具座或被加工工件即可实现对被加工内孔的作业面的超声波加工。

对于本实用新型来说，利用的是超声波的横波，使刀具头产生振动，振动方向与波的传播方向垂直。详细工作原理如下：

首先，超声波是一种机械波，分为纵波，横波，表面波，板波等。其中，纵波，其介质质点振动方向与波传播方向平行。横波，其介质质点振动方向与波传播方向垂直。

其次，在超声波发生后，刀具头3受横波作用，可以产生高频振动。设定超声波的频率为19-30khz，工作部23直径为6-100mm，变幅杆1长度为150-1000mm。当超声波发生器产生19-30khz的超声，通过换能器转化为机械能，通过变幅杆1传递到刀具头3，使刀具头3产生高频振动。刀具头3的振动结果通过变幅杆1传递到换能器，超声波发生器通过负反馈结果调整到一个合适谐振的频率，完成频率调节，实现对工作面的超声波加工。根据实验结果，在19-30khz频率下，可以实现工作部23直径6-100mm，变幅杆长度150-1000mm范围内，刀具头3能产生谐振，用于生产加工。

综上所述，本实用新型公开的一种超声波加工刀具的使用方法，能够充分利用超声波不同波形的特性，简化机构，使结构可以更紧凑，可加工的孔径更小；同时，提高了超声波的利用率，解决了超声波加工中超声利用率低的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超声波加工刀具,包括变幅杆，其特征在于，还包括刀具座、刀具头和定位端盖；

所述刀具座的底端与所述变幅杆之间固定连接，所述刀具座的顶端设有刀具头定位槽，所述刀具头定位槽转动安装有所述刀具头；

所述刀具头的两端面均设有定位凸台，所述刀具头的外缘超出所述刀具座侧面的外缘，所述刀具头的轴线与所述刀具座的轴线平行；

所述定位端盖固定安装于所述刀具座的顶端端面上，所述定位端盖上设有与所述定位凸台配合使用的定位孔；

所述变幅杆的侧壁上开设有注油口，所述注油口与设于所述变幅杆内部的变幅杆注油腔相通，所述变幅杆注油腔与设于所述刀具座内部的刀具座注油腔相通，所述刀具座注油腔与所述刀具头定位槽相通。

2.如权利要求1所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述刀具座的长度为150mm-1000mm。

3.如权利要求1所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述刀具座包括连接部、过渡部和工作部，所述连接部的一端与所述变幅杆之间螺纹连接，所述过渡部设于所述连接部与所述工作部之间。

4.如权利要求3所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述工作部的直径为6mm-100mm，所述定位端盖的直径与所述工作部的直径相同。

5.如权利要求3所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述定位端盖与所述工作部的端面之间通过定位螺栓连接。

6.如权利要求5所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述定位螺栓的数量为3个，所述定位螺栓沿周向均匀设置于所述刀具头的一侧。

7.如权利要求1所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述刀具座的材质与所述变幅杆的材质相同。

8.如权利要求1所述的超声波加工刀具，其特征在于，所述刀具头为圆柱状。