CN211334065U - 超声波夹具及超声波隔振结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波夹具及超声波隔振结构，超声波隔振结构包括超声波换向块及外壳，超声波换向块的顶部设有振动输出部及承载部，外壳具有顶板，顶板上开设有敞口，敞口的内侧壁上凸出形成有减振臂，减振臂的厚度小于外壳的顶板的厚度。减振臂搭接于承载部上，振动输出部通过敞口外凸于外壳。超声波振动通过振动输出部传递至振动台上，由于外壳通过减振臂搭接于承载部上，超声波振动会被传递至减振臂上，而减振臂的厚度小于外壳的顶板的厚度，减振臂较外壳的顶板更容易产生形变，而将振动输出部传递过来的超声波振动抵消掉，振动输出部传递过来的超声波振动不会或者很少传递至外壳上，保证外壳不会被超声波振动影响，从而保证加工精度。

Description

超声波夹具及超声波隔振结构

技术领域

本实用新型涉及超声加工技术领域，特别是涉及一种超声波夹具及超声波隔振结构。

背景技术

5G分为低频和高频两个频段。在效率更高的高频频段，通信波长为毫米级，对于金属非常敏感，金属会直接对信号造成屏蔽作用。因而在5G的高频频段下，玻璃和陶瓷后盖具有较大的替代趋势。

玻璃和陶瓷均属于硬脆材料。目前，市场上现有的手机玻璃盖板通常利用超声波的方式进行加工。将超声波夹具设置在工作台上，在进行加工时，将手机玻璃盖板固定在超声波夹具上，超声波振动经由超声波夹具传递至手机玻璃盖板上，同时CNC刀头对手机玻璃盖板进行切削加工。

传统的超声波夹具中，超声换能器产生的超声波振动通过超声波换向块传递给振动台，然而由于自身结构设计的原因，在传递超声波振动的过程中，有一部分超声波振动可能会被传递至振动台以外的零部件，例如外壳等，这部分超声波振动会使外壳等零部件产生振动，影响加工精度。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以有效保证加工精度的超声波夹具及超声波隔振结构。

一种超声波隔振结构，包括：

超声波换向块，所述超声波换向块的顶部设有振动输出部及承载部，所述承载部位于所述振动输出部的周侧；及

外壳，具有顶板，所述外壳的顶板开设有敞口，所述敞口的内侧壁上凸出形成有减振臂，所述减振臂的厚度小于所述外壳的顶板的厚度，所述减振臂搭接于所述承载部上，所述振动输出部通过所述敞口外凸于所述外壳。

在其中一个实施例中，所述减振臂具有搭接面及焊接面，所述减振臂通过所述搭接面搭接于所述承载部上，所述减振臂通过所述焊接面焊接于所述振动输出部的侧面。

在其中一个实施例中，所述减振臂的顶面凸出设置有凸台，所述敞口贯穿所述凸台，所述凸台的内侧壁与所述焊接面平齐，所述凸台的顶面低于所述振动输出部的顶面。

在其中一个实施例中，所述减振臂位于所述敞口的内侧壁的上方处，且所述减振臂的顶面与所述外壳的顶面平齐设置。

一种超声波夹具，包括：

底座；

如上任一项所述的超声波隔振结构，所述外壳罩设于所述底座上，且与所述底座共同围成一容置腔，所述超声波换向块位于所述容置腔内，所述超声波换向块还具有振动输入部；

超声换能器，设置于所述振动输入部上，且位于所述容置腔内；及

振动台，固定于所述振动输出部上，所述振动台与所述外壳之间具有间距。

在其中一个实施例中，所述振动输入部的数量为两个，且分别位于所述超声波换向块的相对两侧，所述超声换能器的数量也为两个，且分别固定于所述振动输入部上。

在其中一个实施例中，所述超声波换向块的内部开设有至少一个换向放大孔及偶数个聚能放大孔，偶数个所述聚能放大孔关于所述超声波换向块的中心轴轴对称设置，且中心轴两侧的聚能放大孔之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，各所述换向放大孔沿竖直方向间隔排列设置，偶数个所述聚能放大孔轴对称位于所述换向放大孔的相对两侧，且位于最下方的所述聚能放大孔的最低处低于位于最上方的所述换向放大孔的最高处，位于最上方的所述聚能放大孔的最高处高于位于最上方的所述换向放大孔的最高处。

在其中一个实施例中，所述振动输出部的顶面与所述振动输入部的侧面之间设有倾斜面，两个所述倾斜面之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述外壳的底部设有安装板，所述安装板上开设有安装孔，所述安装孔为长条形孔。

上述超声波隔振结构至少具有以下优点：

超声波换向块的顶部设有振动输出部及承载部，承载部位于振动输出部的周侧，外壳具有顶板，顶板上开设有敞口，敞口的内侧壁上凸出形成有减振臂，减振臂的厚度小于外壳的顶板的厚度。组装好后，减振臂搭接于承载部上，振动输出部通过敞口外凸于外壳。工作时，超声波振动通过振动输出部传递至振动台上，由于外壳通过减振臂搭接于承载部上，因此振动输出部的超声波振动会被传递至减振臂上，而减振臂的厚度小于外壳的顶板的厚度，因此减振臂较外壳的顶板更容易产生形变，而将振动输出部传递过来的超声波振动抵消掉，因此振动输出部传递过来的超声波振动不会或者很少传递至外壳上，从而保证外壳不会被超声波振动影响，从而保证加工精度。

附图说明

图1为一实施方式中的超声波夹具的结构示意图；

图2为图1所示超声波夹具的另一视角的结构示意图；

图3为图1所示超声波夹具的剖视图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为图1的局部示意图；

图6为图5的分解示意图；

图7为图6中的超声波换向块的结构示意图；

图8为图7中的振动台的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1至图3，一实施方式中的超声波夹具10，用于利用超声波方式辅助加工手机玻璃盖板等硬脆材料，工作时将手机玻璃盖板固定于超声波夹具10上，超声波振动经由超声波夹具10传递至手机玻璃盖板上，同时CNC刀头对手机玻璃盖板进行切削加工。超声波夹具10包括底座100、外壳200、超声波换向块300、超声换能器400、振动台500及工件承载台600。

具体地，外壳200罩设于底座100上，且与底座100共同围成一容置腔100a。例如，底座100为板状结构，外壳200为壳状结构，底座100设置于外壳200的底部，并将外壳200的底部密封。可选地，底座100通过螺钉等紧固件紧固于外壳200的底部。底座100与外壳200之间还可以设置密封件，以增加底座100与外壳200之间的密封性。

进一步地，外壳200的底部还设有安装板210，安装板210上开设有安装孔211，通过螺钉等紧固件穿设于安装孔211内，以将外壳200固定于机床工作台上。例如，安装板210可以与外壳200一体成型设置，安装孔211可以为长条形孔，方便调节超声波夹具10的位置。

超声波换向块300固定于底座100上，且超声波换向块300位于容置腔100a内。具体地，超声波换向块300的相对两侧设有振动输入部310，超声波换向块300的顶部设有振动输出部320，超声波换向块300的内部开设有至少一个换向放大孔330及偶数个聚能放大孔340，偶数个聚能放大孔340关于超声波换向块300的中心轴轴对称设置，且中心轴两侧的聚能放大孔340之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。换向放大孔330用于对水平方向的超声波振动进行第一次换向和放大，聚能放大孔340用于对超声波振动进行第二次换向和放大，由于中心轴两侧的聚能放大孔340之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小，因此聚能放大孔340对超声波振动进行第二次换向后汇聚到振动输出部320上，起到一定的聚能作用。

超声换能器400位于容置腔100a内，且超声换能器400安装于振动输入部310。具体地，超声换能器400的数量为两个，两个超声换能器400分别安装于两个振动输入部310上。因此，超声换能器400产生的水平方向的超声波振动通过振动输入部310传递至超声波换向块300，并通过超声波换向块300换向和放大后由振动输出部320输出至振动台500上。

由于振动输出部320在超声波换向块300的顶部，超声波换向块300的内部开设有至少一个换向放大孔330及偶数个聚能放大孔340，偶数个聚能放大孔340关于超声波换向块300的中心轴轴对称设置，且中心轴两侧的聚能放大孔340之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小，因此超声换能器400产生的超声波振动由水平方向的振动输入部310传递至超声波换向块300，经过换向放大孔330将超声波换向和放大，再传递至聚能放大孔340进一步聚能和放大，然后再传递至振动输出部320进行输出，不仅能够将水平方向的超声波振动转变为竖直方向，有效从整体结构形式上降低超声波夹具10的高度，还能够将超声波振动进行聚能放大，从尺寸上降低超声波夹具10的高度，结合结构和尺寸两方面对超声波夹具10的整体高度进行降低，以适用于CNC加工机床。

需要说明的是，本文中的“水平方向”、“竖直方向”仅以图示中超声波夹具10水平安装于机床工作台为例作为说明，但这并不能对保护范围构成限制。例如，当超声波夹具10垂直安装于机床工作台时，“水平方向”和“竖直方向”也需要随着超声波夹具10的安装方向作出适应调整。

进一步地，各换向放大孔330沿竖直方向间隔排列设置，偶数个聚能放大孔340轴对称位于换向放大孔330的相对两侧，且位于最下方的聚能放大孔340的最低处低于位于最上方的换向放大孔330的最高处，位于最上方的聚能放大孔340的最高处高于位于最上方的换向放大孔330的最高处。即，最上方的换向放大孔330与最下方的聚能放大孔340沿水平方向在空间上有重叠之处。这样设置的目的是进一步提高聚能放大孔340的放大效果。

请参阅图3至8，在图中所示实施例中，换向放大孔330的数量为一个，且换向放大孔330的中心轴与超声波换向块300的中心轴重合，聚能放大孔340的数量为两个，且两个聚能放大孔340关于所述中心轴轴对称。将聚能放大孔340设置成关于中心轴轴对称，有利于左右两侧的超声波振动更均匀地传递至振动台500。将换向放大孔330的数量设置成一个，聚能放大孔340的数量设置成两个，有利于简化结构，降低制作难度。

进一步地，两个聚能放大孔340位于换向放大孔330的相对两侧，且聚能放大孔340的最低处低于换向放大孔330的最高处，聚能放大孔340的最高处高于换向放大孔330的最高处。即，换向放大孔330与聚能放大孔340沿水平方向在空间上有重叠之处，因此超声波振动由换向放大孔330的侧壁传递至聚能放大孔340的侧壁更容易，且结合聚能放大孔340的聚能作用，能够使超声波振动更好地传递至振动输出部320上。

当然，在其他的实施方式中，换向放大孔330的数量还可以为两个、三个等等，聚能放大孔340的数量也可以为四个、六个等等。

请继续参阅图7，超声波换向块300具有第一侧面301、第二侧面302、第三侧面303及第四侧面304，第一侧面301与第二侧面302相对设置，第三侧面303与第四侧面304相对设置，第一侧面301与第三侧面303及第四侧面304相邻，第二侧面302与第三侧面303及第四侧面304相邻，第一侧面301与第二侧面302开设有装配孔350，且装配孔350与换向放大孔330相连通，换向放大孔330和聚能放大孔340贯穿第三侧面303与第四侧面304，因此能够更均匀地传递超声波振动，提高加工精度。

进一步地，第一侧面301与超声波换向块300的顶部之间、第二侧面302与超声波换向块300的顶部之间均设有倾斜面360，两个倾斜面360之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。在一些实施例中，设置倾斜面360，当超声波振动由超声换能器400传递至超声波换向块300后，由于两个倾斜面360之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小，能够进一步起到聚能放大作用。

进一步地，倾斜面360的倾斜角度与聚能放大孔340的倾斜角度相差0°--5°，因此倾斜面360与聚能放大孔340之间不平行设置，可以进一步对超声波振动的传递方向进行第三次换向，保证超声波振动沿振动输出部320输出。例如，在本实施方式中，倾斜面360的倾斜角度与聚能放大孔340的倾斜角度相差4.5°。

超声波换向块300的顶部开设有第一真空吸附孔370，超声波换向块300上与振动输入部310相邻的侧面开设有第二真空吸附孔380，第一真空吸附孔370与第二真空吸附孔380相连通。因此，超声波夹具10通过真空吸附的方式将工件吸附固定。

超声换能器400包括第一压电片410、第二压电片420、第一电极片430、第二电极片440及紧固件450，紧固件450依次穿设于第一压电片410、第一电极片420、第二压电片430及第二电极片440内并紧固于振动输入部310上。

外壳200的顶面开设有敞口201，振动输出部320通过敞口201外凸于外壳200，振动台500固定于振动输出部320上，振动台500与外壳200之间具有间距。工件承载台600固定于振动台500上，工件承载台600用于放置待加工的工件，例如手机玻璃盖板。例如，工件承载台600可以通过螺钉等紧固件固定于振动台500上。当然，在其他的实施方式中，工件承载台600还可以与振动台500一体成型设置。

定义超声波隔振结构包括上述的超声波换向块300及外壳200，进一步地，超声波换向块300的顶部还设有承载部390，承载部390位于振动输出部320的周侧。例如，承载部390可以位于振动输出部320的一端的周侧。外壳200具有顶板220和周壁230，敞口201开设于顶板220上，敞口201的内侧壁上凸出形成有减振臂202，减振臂202的厚度小于顶板220的厚度，减振臂202搭接于承载部390上，振动输出部320通过敞口201外凸于外壳200。顶板220与振动输出部320之间间隔设置。

组装好后，减振臂202搭接于承载部390上，振动输出部320通过敞口201外凸于外壳200。工作时，超声波振动通过振动输出部320传递至振动台500上，由于外壳200通过减振臂202搭接于承载部390上，因此振动输出部320的超声波振动会被传递至减振臂202上，而减振臂202的厚度小于外壳200的顶板220的厚度，因此减振臂202较外壳200的顶板220更容易产生形变，而将振动输出部320传递过来的超声波振动抵消掉，因此振动输出部320传递过来的超声波振动不会或者很少传递至外壳200上，从而保证外壳200不会被超声波振动影响，从而保证加工精度。

另外，在图示实施例中，由于振动输出部320在超声波换向块300的顶部，振动输入部310在超声波换向块300的底部，结合零点振动原理，零点振动大致位于减振臂202与承载部390接触处或附近，因此将减振臂202设置在外壳200的敞口201内侧壁，减振臂202在此处受到的超声波振动很小甚至接近零点，因此更有利于避免超声波振动传递至外壳200上。

进一步地，减振臂202具有搭接面203及焊接面204，减振臂202通过搭接面203搭接于承载部390上，减振臂202通过焊接面204焊接于振动输出部320的侧面。因此，减振臂202通过焊接的方式固定于超声波换向块300上。例如，可以在减振臂202上形成半V型槽，振动输出部320上形成半V型槽，两个半V型槽构成V型槽，然后在V型槽内填充焊料进行焊接，可以提高减振臂202与超声波换向块300之间的牢固性。

进一步地，减振臂202的顶面凸出设置有凸台205，敞口201贯穿凸台205，凸台205的内侧壁与焊接面204平齐，凸台205的顶面低于振动输出部320的顶面。因此，设置凸台205不仅增加了减振臂202与振动输出部320之间的接触面积以提高减振臂202与超声波换向块300之间的牢固性，而且凸台205的顶面低于振动输出部320的顶面，因此凸台205不会与振动台500直接接触，防止振动台500的超声波振动通过凸台205传递至外壳200上。凸台205的长度可以小于减振臂202的厚度。

当然，在其他的实施方式中，减振臂202位于敞口201的内侧壁的上方处，且减振臂202的顶面与外壳200的顶面平齐设置。例如，可以在外壳200的顶板220底部通过开槽形成减振臂202，因此简化成型工艺。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波隔振结构，其特征在于，包括：

超声波换向块，所述超声波换向块的顶部设有振动输出部及承载部，所述承载部位于所述振动输出部的周侧；及

外壳，具有顶板，所述外壳的顶板开设有敞口，所述敞口的内侧壁上凸出形成有减振臂，所述减振臂的厚度小于所述外壳的顶板的厚度，所述减振臂搭接于所述承载部上，所述振动输出部通过所述敞口外凸于所述外壳。

2.根据权利要求1所述的超声波隔振结构，其特征在于，所述减振臂具有搭接面及焊接面，所述减振臂通过所述搭接面搭接于所述承载部上，所述减振臂通过所述焊接面焊接于所述振动输出部的侧面。

3.根据权利要求2所述的超声波隔振结构，其特征在于，所述减振臂的顶面凸出设置有凸台，所述敞口贯穿所述凸台，所述凸台的内侧壁与所述焊接面平齐，所述凸台的顶面低于所述振动输出部的顶面。

4.根据权利要求1所述的超声波隔振结构，其特征在于，所述减振臂位于所述敞口的内侧壁的上方处，且所述减振臂的顶面与所述外壳的顶面平齐设置。

5.一种超声波夹具，其特征在于，包括：

底座；

如权利要求1至4任一项所述的超声波隔振结构，所述外壳罩设于所述底座上，且与所述底座共同围成一容置腔，所述超声波换向块位于所述容置腔内，所述超声波换向块还具有振动输入部；

超声换能器，设置于所述振动输入部上，且位于所述容置腔内；及

振动台，固定于所述振动输出部上，所述振动台与所述外壳之间具有间距。

6.根据权利要求5所述的超声波夹具，其特征在于，所述振动输入部的数量为两个，且分别位于所述超声波换向块的相对两侧，所述超声换能器的数量也为两个，且分别固定于所述振动输入部上。

7.根据权利要求6所述的超声波夹具，其特征在于，所述超声波换向块的内部开设有至少一个换向放大孔及偶数个聚能放大孔，偶数个所述聚能放大孔关于所述超声波换向块的中心轴轴对称设置，且中心轴两侧的聚能放大孔之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的超声波夹具，其特征在于，各所述换向放大孔沿竖直方向间隔排列设置，偶数个所述聚能放大孔轴对称位于所述换向放大孔的相对两侧，且位于最下方的所述聚能放大孔的最低处低于位于最上方的所述换向放大孔的最高处，位于最上方的所述聚能放大孔的最高处高于位于最上方的所述换向放大孔的最高处。

9.根据权利要求8所述的超声波夹具，其特征在于，所述振动输出部的顶面与所述振动输入部的侧面之间设有倾斜面，两个所述倾斜面之间的间距沿竖直向上方向逐渐减小。

10.根据权利要求5所述的超声波夹具，其特征在于，所述外壳的底部设有安装板，所述安装板上开设有安装孔，所述安装孔为长条形孔。

Images