CN209851334U - 一种中心通液式超声刀柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种中心通液式超声刀柄，刀柄主体内的第一通道的一端贯穿于刀柄主体，刀柄主体内的第一通道的另一端连通于第二通道的一端，第二通道的另一端贯穿于刀柄主体，变幅杆内设有第三通道和第四通道，第三通道的一端贯穿于变幅杆，第三通道的另一端连通于第四通道，第四通道另外一端贯穿于变幅杆；变幅杆固定在刀柄主体上，第三通道和第二通道连通；连接杆设置在第二通道内，连接杆的一端延伸到第一通道，连接杆的另外一端延伸到第三通道内，工具头的一端固定在第四通道内，连接杆内设有第一冷却液通道，第一冷却液通道贯穿于连接杆的两端，工具头内设有第二冷却液通道，第二冷却液通道贯穿于工具头的两端，起到保护超声刀柄的作用。

Description

一种中心通液式超声刀柄

技术领域

本实用新型属于超声刀柄技术领域，更具体地说，是涉及一种中心通液式超声刀柄。

背景技术

当前一些特殊材料应用越来越广泛，比如蓝宝石、碳化硅、复合材料等。这些材料即脆又硬，属于难加工材料。采用传统的加工工艺无法满足这些材料的加工精度要求，因此当前行业采用了超声能量辅助的方式，结合现有机床的高速旋转，用于加工这类硬脆材料，以及提高加工刀具的寿命。在超声辅助加工中，超声能量是加工工艺最为关键的参数，其起到激发刀具进行超高频振动，降低切削力等作用。换能器(Transducer)是超声加工中提供超声能量的核心执行机构，其工作原理是利用压电逆效应将高频电信号转换为高频机械振动，并将超声能应用到被加工材料。

参照图1和图2，现有的超声刀柄包括刀柄主体1、无线传输装置8、超声换能器、动平衡环6、夹头5、工具头4、变幅杆2，超声换能器包括连接杆31、压电陶瓷组件32以及后盖33，无线传输装置8和动平衡环6固定在刀柄主体1的外表面，连接杆31、压电陶瓷组件32和后盖33设置在刀柄主体1的内部，连接杆31的一端与后盖33螺纹连接，连接杆31穿设于压电陶瓷组件32，连接杆31的另一端与变幅杆2的一端螺纹连接，压电陶瓷组件32位于后盖33和变幅杆2的一端之间。变幅杆2的另外一端与夹头5固定连接。工具头4插设在夹头5上。该超声刀柄在对工件进行加工时，超声刀柄的工具头4与工件上的加工接触面之间会聚集大量热量，从而加剧了刀具的磨损，同时也不利于加工接触面的排屑，导致工件加工的质量下降。但是，该超声刀柄在加工陶瓷玻璃类的材料、磨削液时，通常是从外侧喷射过去，由于超声刀柄旋转离心力，磨削液难以进入到加工接触面。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种中心通液式超声刀柄，以解决现有技术中存在的超声刀柄在对工件进行加工时，超声刀柄的工具头与工件上的加工接触面之间会聚集大量热量，从而加剧了刀具的磨损，同时也不利于加工接触面的排屑，导致工件加工的质量下降的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种中心通液式超声刀柄，包括刀柄主体、变幅杆、连接杆以及工具头，所述刀柄主体内设有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端贯穿于所述刀柄主体，所述第一通道的另一端连通于所述第二通道的一端，所述第二通道的另一端贯穿于所述刀柄主体，所述变幅杆内设有第三通道和第四通道，所述第三通道的一端贯穿于所述变幅杆，所述第三通道的另一端连通于所述第四通道，所述第四通道另外一端贯穿于所述变幅杆；所述变幅杆固定在所述刀柄主体上，所述第三通道和所述第二通道连通；

所述连接杆设置在所述第二通道内，所述连接杆的一端延伸到所述第一通道并与所述第一通道密封连接，所述连接杆的另外一端延伸到所述第三通道内并与所述第三通道密封连接，所述工具头的一端固定在所述第四通道内，所述连接杆内设有第一冷却液通道，所述第一冷却液通道贯穿于所述连接杆的两端，所述工具头内设有第二冷却液通道，所述第二冷却液通道贯穿于所述工具头的两端。

进一步地，所述连接杆位于所述第一通道内的一端固定有第一密封圈，所述第一密封圈与所述第一通道过盈配合。

进一步地，所述第一密封圈设置有两个，所述刀柄主体上设有第一漏液流道，所述第一漏液流道的一端与所述第一通道连通且位于两所述第一密封圈之间，所述第一漏液流道的另外一端与所述刀柄主体的外侧连通。

进一步地，所述第一漏液流道包括连通于所述第一通道的第一直线段和连通于所述刀柄外侧的第二直线段，所述第一直线段垂直于所述连接杆的轴向，所述第二直线段向所述刀柄主体外侧的延伸方向朝向所述工具头。

进一步地，所述连接杆位于所述第三通道内的一端固定有第二密封圈，所述第二密封圈与所述第三通道过盈配合。

进一步地，所述第二密封圈设置有两个，所述变幅杆上设有第二漏液流道，所述第二漏液流道的一端与所述第三通道连通且位于两所述第二密封圈之间，所述第二漏液流道的另外一端与所述变幅杆的外侧连通。

进一步地，所述第二漏液流道为直线流道。

进一步地，所述连接杆与所述第三通道螺纹连接或过盈配合。

进一步地，还包括连接件，所述连接件的一端连接于所述第一通道远离连接杆的一端，所述连接件内设有冷却通道，所述冷却通道贯穿于所述连接件且与所述第一通道连通。

进一步地，所述连接件为拉钉，所述拉钉的一端卡接在所述第一通道内。

本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的第一通道便于将连接杆固定在第二通道内，第二通道便于将连接杆设置在刀柄主体内。第三通道便于使连接杆与变幅杆连接。第四通道便于变幅杆与工具头连接。第一通道、第一冷却液通道、第二冷却液通道连通便于冷却液从第一通道流动到超声刀柄的工具头。在该超声刀柄工作的过程中，冷却液从第二冷却液通道连通流出超声刀柄，在离心力的作用下呈中心喷射状，从而对加工件的加工接触面进行均匀散热。在冷却液散热的过程中，由于冷却液具有流动性，将加工件的加工接触面内的切屑冲出加工接触面外，保证了对加工件的加工质量。连接杆与第一通道密封连接，保证冷却液从第一通道内流到第一冷却液通道内，使冷却液不易从第一通道内进入第二通道，起到保护第二通道内的结构不易受冷却液影响，使该刀柄不易发生短路、烧坏电源等现象。连接杆与第三通道密封连接，保证冷却液不易从第三通道和连接杆之间流出到第二通道中，使尽量多的冷却液流入到第二冷却液通道，起到减少冷却液的浪费作用和起到保护第二通道内不易受到冷却液影响的作用。在该超声刀柄的高频作用下，加工接触面内的冷却液产生超声空化作用，大大提高了冷却液的冷却效果，减少该超声刀柄磨损，延长该超声刀柄寿命。该超声刀柄的结构设计巧妙合理，不增加重量、不改变电机主轴与刀柄的连接处结构的情况下，实现超声机床由外部冷却转变为中心冷却。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的结构示意图；

图2为现有技术的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种中心通液式超声刀柄的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种中心通液式超声刀柄的内部结构示意图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是图4中B处的放大图；

图7是本实用新型实施例提供的带有连接件的一种中心通液式超声刀柄的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的带有连接件的一种中心通液式超声刀柄的内部结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、刀柄主体；11、第一通道；12、第二通道；13、第一漏液流道；131、第一直线段；132、第二直线段；2、变幅杆；21、第三通道；22、第四通道；23、第二漏液流道；31、连接杆；311、第一冷却液通道；32、压电陶瓷组件；33、后盖；4、工具头；41、第二冷却液通道；5、夹头；6、动平衡环；7、连接件；71、冷却通道；8、无线传输装置；91、第一密封圈；92、第二密封圈。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图3至图6，现对本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄进行说明。一种中心通液式超声刀柄，包括刀柄主体1、变幅杆2、连接杆31以及工具头4，刀柄主体1内设有第一通道11和第二通道12，第一通道11的一端贯穿于刀柄主体1，第一通道11的另一端连通于第二通道12的一端，第二通道12的另一端贯穿于刀柄主体1，变幅杆2内设有第三通道21和第四通道22，第三通道21的一端贯穿于变幅杆2，第三通道21的另一端连通于第四通道22，第四通道22另外一端贯穿于变幅杆2；变幅杆2固定在刀柄主体1上，第三通道21和第二通道12连通；

连接杆31设置在第二通道12内，连接杆31的一端延伸到第一通道11并与第一通道11密封连接，连接杆31的另外一端延伸到第三通道21内并与第三通道21密封连接，工具头4的一端固定在第四通道22内，连接杆31内设有第一冷却液通道311，第一冷却液通道311贯穿于连接杆31的两端，工具头4内设有第二冷却液通道41，第二冷却液通道41贯穿于工具头4的两端。

本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄，与现有技术相比，第一通道11便于将连接杆31固定在第二通道12内，第二通道12便于将连接杆31设置在刀柄主体1内。第三通道21便于使连接杆31与变幅杆2连接。第四通道22便于变幅杆2与工具头4连接。第一通道11、第一冷却液通道311、第二冷却液通道41连通便于冷却液从第一通道11流动到超声刀柄的工具头4。在该超声刀柄工作的过程中，冷却液从第二冷却液通道41连通流出超声刀柄，在离心力的作用下呈中心喷射状，从而对加工件的加工接触面进行均匀散热。在冷却液散热的过程中，由于冷却液具有流动性，将加工件的加工接触面内的切屑冲出加工接触面外，保证了对加工件的加工质量。连接杆31与第一通道11密封连接，保证冷却液从第一通道11内流到第一冷却液通道311内，使冷却液不易从第一通道11内进入第二通道12，起到保护第二通道12内的结构不易受冷却液影响，使该刀柄不易发生短路、烧坏电源等现象。连接杆31与第三通道21密封连接，保证冷却液不易从第三通道21和连接杆31之间流出到第二通道12中，使尽量多的冷却液流入到第二冷却液通道41，起到减少冷却液的浪费作用和起到保护第二通道12内不易受到冷却液影响的作用。在该超声刀柄的高频作用下，加工接触面内的冷却液产生超声空化作用，大大提高了冷却液的冷却效果，减少该超声刀柄磨损，延长该超声刀柄寿命。该超声刀柄的结构设计巧妙合理，不增加重量、不改变电机主轴与刀柄的连接处结构的情况下，实现超声机床由外部冷却转变为中心冷却。

具体的，第一通道11、第二通道12、第三通道21、第四通道22、第一冷却液通道311以及第二冷却液通道41均为直线通道，第一通道11、第二通道12、第三通道21、第四通道22、第一冷却液通道311以及第二冷却液通道41的轴向在同一直线上。冷却液为磨削液。磨削液从该超声刀柄的中间通入，可以直接到达加工接触面中心，在超声刀柄的离心力作用下，磨削液能更好地由中心向外扩散至加工接触面的内部。

具体的，无线传输装置8和动平衡环6固定在刀柄主体1的外表面，压电陶瓷组件32和后盖33设置在刀柄主体1的第二通道12内，连接杆31的一端与后盖33螺纹连接，连接杆31穿设于压电陶瓷组件32。压电陶瓷组件32位于后盖33和变幅杆2的一端之间。变幅杆2的第四通道22内固定有夹头5。工具头4插设在夹头5上。

进一步地，请参阅图4和图5，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，连接杆31位于第一通道11内的一端固定有第一密封圈91，第一密封圈91与第一通道11过盈配合。

连接杆31和第一通道11的密封结构简单，非常实用。先将第一密封圈91固定在连接杆31上，再将连接杆31和第一密封圈91卡接在第一通道11内，连接杆31和第一通道11的组装方便。当需要更换第一密封圈91时，将连接杆31从第一通道11中拔出即可，非常方便。

进一步地，请参阅图4和图5，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，第一密封圈91设置有两个，刀柄主体1上设有第一漏液流道13，第一漏液流道13的一端与第一通道11连通且位于两第一密封圈91之间，第一漏液流道13的另外一端与刀柄主体1的外侧连通。

当冷却液从第一通道11流入到两第一密封圈91之间时，在离心力的作用下，冷却液沿着第一漏液流道13流动到刀柄主体1的外部，从而使冷却液不易进入到第二通道12内。

进一步地，请参阅图4和图5，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，第一漏液流道13包括连通于第一通道11的第一直线段131和连通于刀柄外侧的第二直线段132，第一直线段131垂直于连接杆31的轴向，第二直线段132向刀柄主体1外侧的延伸方向朝向工具头4。

第一直线段131便于冷却液在离心力的作用下快速进入到第一漏液流道13内，第二直线段132使冷却液不易进行回流，保证冷却液能够被排放到刀柄主体1的外部。

具体的，第一漏液流道13设置有多个，多个第一漏液流道13沿着刀柄主体1的周向均匀设置。

进一步地，请参阅图4和图6，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，连接杆31位于第三通道21内的一端固定有第二密封圈92，第二密封圈92与第三通道21过盈配合。

连接杆31和第三通道21的密封结构简单，非常实用。先将第二密封圈92固定在连接杆31上，再将连接杆31和第二密封圈92卡接在第三通道21内，连接杆31和第三通道21的组装方便。当需要更换第二密封圈92时，将连接杆31从第三通道21中拔出即可，非常方便。

进一步地，请参阅图4和图6，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，第二密封圈92设置有两个，变幅杆2上设有第二漏液流道23，第二漏液流道23的一端与第三通道21连通且位于两第二密封圈92之间，第二漏液流道23的另外一端与变幅杆2的外侧连通。

当冷却液从第三通道21流入到两第二密封圈92之间时，在离心力的作用下，冷却液沿着第二漏液流道23流动到刀柄主体1的外部，从而使冷却液不易进入到第二通道12内。

进一步地，请参阅图4和图6，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，第二漏液流道23为直线流道。

直线流道便于冷却液在离心力的作用下快速排放到变幅杆2的外部。

具体的，第二漏液流道23设置有多个，多个第二漏液流道23沿着变幅杆2上的周向均匀设置。

进一步地，请参阅图4和图6，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，连接杆31与第三通道21螺纹连接或过盈配合。

连接杆31与第三通道21连接和拆卸方便。连接杆31与第三通道21之间螺纹连接，进一步使冷却液不易从第三通道21内流到第二通道12中。连接杆31与第三通道21之间过盈配合。

进一步地，请参阅图6和图7，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，还包括连接件7，连接件7的一端连接于第一通道11远离连接杆31的一端，连接件7内设有冷却通道71，冷却通道71贯穿于连接件7且与第一通道11连通。

通过连接件7便于将第一通道11与冷却液设备连接，使冷却液准确流入到第一通道11内，减少冷却液的浪费。

进一步地，请参阅图7和图8，作为本实用新型提供的一种中心通液式超声刀柄的一种具体实施方式，连接件7为拉钉，拉钉的一端卡接在第一通道11内。

拉钉使用方便，非常实用。

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 (10)

1.一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，包括刀柄主体、变幅杆、连接杆以及工具头，所述刀柄主体内设有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端贯穿于所述刀柄主体，所述第一通道的另一端连通于所述第二通道的一端，所述第二通道的另一端贯穿于所述刀柄主体，所述变幅杆内设有第三通道和第四通道，所述第三通道的一端贯穿于所述变幅杆，所述第三通道的另一端连通于所述第四通道，所述第四通道另外一端贯穿于所述变幅杆；所述变幅杆固定在所述刀柄主体上，所述第三通道和所述第二通道连通；

所述连接杆设置在所述第二通道内，所述连接杆的一端延伸到所述第一通道并与所述第一通道密封连接，所述连接杆的另外一端延伸到所述第三通道内并与所述第三通道密封连接，所述工具头的一端固定在所述第四通道内，所述连接杆内设有第一冷却液通道，所述第一冷却液通道贯穿于所述连接杆的两端，所述工具头内设有第二冷却液通道，所述第二冷却液通道贯穿于所述工具头的两端。

2.如权利要求1所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述连接杆位于所述第一通道内的一端固定有第一密封圈，所述第一密封圈与所述第一通道过盈配合。

3.如权利要求2所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述第一密封圈设置有两个，所述刀柄主体上设有第一漏液流道，所述第一漏液流道的一端与所述第一通道连通且位于两所述第一密封圈之间，所述第一漏液流道的另外一端与所述刀柄主体的外侧连通。

4.如权利要求3所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述第一漏液流道包括连通于所述第一通道的第一直线段和连通于所述刀柄外侧的第二直线段，所述第一直线段垂直于所述连接杆的轴向，所述第二直线段向所述刀柄主体外侧的延伸方向朝向所述工具头。

5.如权利要求1所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述连接杆位于所述第三通道内的一端固定有第二密封圈，所述第二密封圈与所述第三通道过盈配合。

6.如权利要求5所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述第二密封圈设置有两个，所述变幅杆上设有第二漏液流道，所述第二漏液流道的一端与所述第三通道连通且位于两所述第二密封圈之间，所述第二漏液流道的另外一端与所述变幅杆的外侧连通。

7.如权利要求6所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述第二漏液流道为直线流道。

8.如权利要求1所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述连接杆与所述第三通道螺纹连接或过盈连接。

9.如权利要求1所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，还包括连接件，所述连接件的一端连接于所述第一通道远离连接杆的一端，所述连接件内设有冷却通道，所述冷却通道贯穿于所述连接件且与所述第一通道连通。

10.如权利要求9所述的一种中心通液式超声刀柄，其特征在于，所述连接件为拉钉，所述拉钉的一端卡接在所述第一通道内。