CN212635026U - 一种无密封螺帽的超声波刀柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无密封螺帽的超声波刀柄，超声波刀柄包括：刀柄本体，其前端开设有容置腔；变幅杆，其安装于所述刀柄本体的前端，所述变幅杆的前端开设有插孔，所述插孔呈从前至后外径逐渐减小的锥形；超声波换能器，其安装于所述变幅杆的后端且设于所述容置腔内；筒夹，其外周轮廓呈与所述插孔相适配的锥形，所述筒夹的前端开设有夹持孔，所述筒夹的外周周向间隔开设有若干变形槽，筒夹通过冷压压装于插孔内；及加工工具，其安装于所述夹持孔内。本实用新型的有益效果为：安装简单，能够保证加工工具安装稳定，且可有效降低超声波传递过程中的能量损耗，并且能够保证加工稳定性及加工精度。

Description

一种无密封螺帽的超声波刀柄

技术领域

本实用新型涉及精密设备技术领域，特别是涉及一种无密封螺帽的超声波刀柄。

背景技术

目前，在超声波刀柄中，加工工具主要采用密封螺帽的安装形式，具体安装方法为：先将加工工具插入筒夹内，然后将筒夹插设于变幅杆的插孔内，最终在加工工具的前端套设有密封螺帽，密封螺帽与变幅杆的前端采用螺纹连接，从而使得筒夹发生径向的弹性变形以压紧加工工具。但是由于具有筒夹和密封螺帽等组件之间的多接触面，且由于筒夹和密封螺帽的材料选用也通常不同，从而在超声波的传导中，在各组件之间的接触面会由于介质的突变对能量产生较大的耗损，且在实际使用过程中，筒夹和密封螺帽的连接位置处发热严重，造成密封螺帽容易卡死，筒夹的内锥精度快速流失，从而使得加工稳定性及加工精度得不到保证。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提供一种无密封螺帽的超声波刀柄，其能够减小加工过程中超声波能量的耗损，且提高加工稳定性及加工精度。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种无密封螺帽的超声波刀柄，其包括：

刀柄本体，其前端开设有容置腔；

变幅杆，其安装于所述刀柄本体的前端，所述变幅杆的前端开设有插孔，所述插孔呈从前至后外径逐渐减小的锥形；

超声波换能器，其安装于所述变幅杆的后端且设于所述容置腔内；

筒夹，其外周轮廓呈与所述插孔相适配的锥形，所述筒夹的前端开设有夹持孔，所述筒夹的外周周向间隔开设有若干变形槽，所述筒夹通过冷压压装于所述插孔内；及

加工工具，其设于所述夹持孔内；

其中，所述筒夹的外侧壁与所述插孔的内侧壁之间配合相抵，所述筒夹沿径向向内收缩变形以夹紧所述加工工具，且所述筒夹与所述插孔之间形成有轴向的自锁摩擦力，能够防止所述超声波刀柄在加工过程中，所述筒夹向前移动并与所述变幅杆脱离。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述插孔的锥度为 0.5°～4°。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述插孔的锥度为 0.5°～1°。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变形槽沿所述筒夹的轴向延伸，所述变形槽的前端贯穿于所述变幅杆的前端面，所述变形槽的后端与所述筒夹的后端面之间限定有第一间隔余量。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变形槽的前端与所述夹持孔之间限定有第二间隔余量，所述变形槽的其余部分均贯穿于所述变幅杆的内侧壁。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变形槽的槽宽为0.1㎜-1㎜。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变形槽的槽宽为0.4㎜-0.6㎜。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变幅杆的前端外周开设有环形定位槽，所述筒夹的前端外周位于所述变幅杆的前方设有定位凸环。

在上述无密封螺帽的超声波刀柄中，可选地，所述变幅杆的后端一体成型有连接部，所述超声波换能器包括：

螺杆，其前端与所述连接部相连；

压电振子，其套设于所述螺杆的外部且位于所述连接部的后端；及

后盖板，其套设于所述螺杆的外部且位于所述压电振子的后端。

在上述超声波刀柄中，可选地，还包括：

安装座，其套设于所述刀柄本体的外部，所述安装座上开设有用于容纳无线接收装置的环形凹槽，所述环形凹槽朝后敞开。

本申请的无密封螺帽的超声波刀柄中，将筒夹与变幅杆之间采用锥形面配合相连，仅需要采用冷压的方式即可将筒夹夹紧于变幅杆的前端，从而利用筒夹的微量弹性变形夹紧加工工具，不仅能够保证装夹稳定可靠，且安装方便，另外相对于传统超声波刀柄中需要采用密封螺帽进行锁紧，由于本申请中的超声波刀柄省略了密封螺帽，能够减少不同组件之间的接触面，可有效降低超声波传递过程中的能量损耗，并且能够保证加工稳定性及加工精度。

附图说明

以下结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的无密封螺帽的超声波刀柄的一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的超声波刀柄的剖面示意图；

图3是图1所示实施例的超声波刀柄的筒夹的结构示意图；

图4是本申请的超声波刀柄的安装方法的一个实施例的流程示意图。

图中，1、刀柄本体；11、容置腔；12、定位台；13、第二线槽； 2、变幅杆；21、插孔；22、环形定位槽；23、连接部；24、振动导向槽；3、超声波换能器；31、螺杆；32、压电振子；33、后盖板；4、筒夹；41、夹持孔；42、变形槽；43、第一间隔余量；44、第二间隔余量；45、定位凸环；5、加工工具；6、安装座；61、环形凹槽；62、第一线槽。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应当被解释为限定了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而改变。所以，不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。

应注意，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

另外还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

如图1-图3所示，本实用新型实施例的第一方面提出一种无密封螺帽的超声波刀柄，其包括：刀柄本体1、变幅杆2、超声波换能器3、筒夹4及加工工具5；刀柄本体1的前端开设有容置腔11，变幅杆2 安装于刀柄本体1的前端，变幅杆2的前端开设有插孔21，插孔21呈从前至后外径逐渐减小的锥形，超声波换能器3安装于变幅杆2的后端且设于容置腔11内，筒夹4的外周轮廓呈与插孔21相适配的锥形，筒夹4的前端开设有夹持孔41，筒夹4的外周周向间隔开设有若干变形槽42，筒夹4通过冷压压装于插孔21内，加工工具5安装于夹持孔41内；其中，筒夹4的外侧壁与插孔21的内侧壁之间配合相抵，筒夹4沿径向向内收缩变形以夹紧加工工具5，且筒夹4与插孔21之间形成有轴向的自锁摩擦力，能够防止超声波刀柄在加工过程中，筒夹4向前移动并与变幅杆2脱离。

上述超声波刀柄中，加工工具5可以是刀盘、铣刀、磨刀或其它工具。

基于上述技术方案，在安装过程中，仅需要采用冷压的方式便能够实现将筒夹4稳定装配于变幅杆2的前端，从而利用筒夹4的微量弹性变形夹紧加工工具5，且无需利用热膨胀进行装配，安装简单；另外，由于省略了传统超声波刀柄中的密封螺帽，能够减少组件，从而减少不同组件之间的接触面，可有效降低超声波传递过程中的能量损耗，并且能够保证加工稳定性及加工精度。

为了使得筒夹4能够不依靠密封螺帽便能够稳定安装于变幅杆2 的插孔21内，插孔21的锥度为α(具体参阅附图2所示)，α＝0.5°～4°；筒夹4与变幅杆2之间采用较小的锥形面配合，利用筒夹4与变幅杆2 之间的自锁摩擦力便能够保证连接的稳定可靠性，在超声波刀柄运行过程中，加工工具5不会由于振动等原因发生松动等，

本实施例中，为了更进一步保证稳定安装加工工具5，以及能够便于进行冷压安装，将插孔21的锥度α设置为0.5°～4°，与此同时，筒夹 4的外周面也呈锥角为0.5°～4°的锥形面。示例性地，插孔21的锥度为 0.7°。

同时，为了使得筒夹4能够在径向上具有一定的收缩量，以便于夹紧设于其内的加工工具5，变形槽42沿筒夹4的轴向延伸，变形槽42的前端贯穿于变幅杆2的前端面，变形槽42的后端与筒夹4的后端面之间限定有第一间隔余量43，具体参阅图2及图3所示。

示例性地，如图3所示，本实施例中，设置有三个变形槽42，且三个变形槽42周向均匀分布在筒夹4的侧壁上。

另外，如图3所示，为了保证夹紧力，变形槽42的前端与夹持孔 41之间限定有第二间隔余量44，且变形槽42的其余部分均贯穿于变幅杆2的内侧壁。

本实施例中，为了适配筒夹4与变幅杆2之间的锥面配合，变形槽42的槽宽为0.1㎜-1㎜，不仅能够保证筒夹4一定的收缩量，且同时确保筒夹4能够夹紧加工工具5。

更优选地，本实施例中变形槽42的槽宽为0.4㎜-0.6㎜。

为了便于拆装，本实施例中，变幅杆2的前端外周开设有环形定位槽22，筒夹4的前端外周位于变幅杆2的前方设有定位凸环45；在安装及拆卸过程中，通常均需要借助夹具，且该夹具通常包括夹座及可相对夹座滑动以靠近或远离夹座的夹板，在安装及拆卸时均利用变幅杆2上的环形定位槽22与夹座配合卡接定位，安装过程中，夹板朝靠近夹座的方向滑动，并推动定位凸环45的前端以将筒夹4压入变幅杆2的插孔21内，在拆卸过程中，夹板朝背离夹座的方向滑动，并拉动定位凸环45的后端以将筒夹4从变幅杆2的插孔21内拉出，从而松开筒夹4内的加工工具5。

参阅附图2所示，变幅杆2的后端一体成型有连接部23，超声波换能器3包括：螺杆31、压电振子32及后盖板33，螺杆31的前端与连接部23采用螺纹相连，压电振子32套设于螺杆31的外部且位于连接部23的后端，后盖板33套设于螺杆31的外部且位于压电振子32 的后端，压电振子32被压紧于连接部23与后盖板33之间。

继续参阅附图2，本实施例中的超声波刀柄还包括安装座6，其套设于刀柄本体1的外部，安装座6上开设有用于容纳无线接收装置的环形凹槽61，环形凹槽61朝后敞开，便于将无线接收装置封装于环形凹槽61内。

示例性地，上述实施例中，在刀柄本体1的外侧壁上环设有定位台12，安装座6的前端面与定位台12相贴合，且安装座6与定位台 12之间采用焊接固定相连。

示例性地，在安装座6的内侧开设有与环形凹槽61连通的第一线槽62，在刀柄本体1的侧壁上相对于第一线槽62的位置开设有第二线槽13，第二线槽13连通容置腔11，压电振子32上连接有导线，且该导线分别穿过第二线槽13、第一线槽62后与设于环形凹槽61内的无线接收装置电连接，从而实现将无线接收装置与压电振子32之间的电导通。

优选地，上述实施例中，在变幅杆2的外周间隔设有若干螺旋状的振动导向槽24，该振动导向槽24能够将超声波的部分纵振转换成扭振，从而使得传递至加工工具5上的为纵扭复合的超声波振动。

本实用新型实施例的第二方面还提出一种基于上述无密封螺帽的超声波刀柄的安装方法，其包括如下步骤：

S1、将加工工具5插设于夹持孔41内；

S2、筒夹4的后端对准插孔21的前端，对筒夹4施加轴向向后的压力，将筒夹4通过冷压压入插孔21内，筒夹4沿径向向内收缩变形，以夹紧加工工具5；

S3、将超声波换能器3安装于变幅杆2的后端；

S4、将变幅杆2安装于刀柄本体1的前端，并使超声波换能器3 容纳于容置腔11内。

本实施例中的无密封螺帽的超声波刀柄的安装方法，由于采用冷压的安装方法，不仅能够实现对加工工具5的可靠安装，且安装简单，能够大幅度降低安装成本；另外，由于利用筒夹4与变幅杆2之间的小锥度进行摩擦自锁，并不需要采用密封螺帽，能够减少不同组件之间的接触面，可有效降低超声波传递过程中的能量损耗，且可避免由于密封螺帽与筒夹4之间的连接发热所带来的密封螺帽卡滞及筒夹4 的内锥度精度流失等问题，能够有效提高加工稳定性及加工精度。

更具体地，本实施例中，通过焊接方法将将变幅杆2安装于刀柄本体1的前端；且优选地，变幅杆2与刀柄本体1之间采用环焊相连。

综上，本实用新型实施例的无密封螺帽的超声波刀柄及其安装方法，将筒夹与变幅杆之间采用锥形面配合相连，仅需要采用冷压的方式即可将筒夹夹紧于变幅杆的前端，从而利用筒夹的微量弹性变形夹紧加工工具，不仅能够保证装夹稳定可靠，且安装方便，另外相对于传统超声波刀柄中需要采用密封螺帽进行锁紧，由于本申请中的超声波刀柄省略了密封螺帽，能够减少不同组件之间的接触面，可有效降低超声波传递过程中的能量损耗，并且能够保证加工稳定性及加工精度。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、采用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包括本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，包括：

刀柄本体，其前端开设有容置腔；

变幅杆，其安装于所述刀柄本体的前端，所述变幅杆的前端开设有插孔，所述插孔呈从前至后外径逐渐减小的锥形；

超声波换能器，其安装于所述变幅杆的后端且设于所述容置腔内；

筒夹，其外周轮廓呈与所述插孔相适配的锥形，所述筒夹的前端开设有夹持孔，所述筒夹的外周周向间隔开设有若干变形槽，所述筒夹通过冷压压装于所述插孔内；及

加工工具，其设于所述夹持孔内；

其中，所述筒夹的外侧壁与所述插孔的内侧壁之间配合相抵，所述筒夹沿径向向内收缩变形以夹紧所述加工工具，且所述筒夹与所述插孔之间形成有轴向的自锁摩擦力，能够防止所述超声波刀柄在加工过程中，所述筒夹向前移动并与所述变幅杆脱离。

2.根据权利要求1所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述插孔的锥度为0.5°～4°。

3.根据权利要求2所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述插孔的锥度为0.5°～1°。

4.根据权利要求1所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变形槽沿所述筒夹的轴向延伸，所述变形槽的前端贯穿于所述变幅杆的前端面，所述变形槽的后端与所述筒夹的后端面之间限定有第一间隔余量。

5.根据权利要求4所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变形槽的前端与所述夹持孔之间限定有第二间隔余量，且所述变形槽的其余部分均贯穿于所述变幅杆的内侧壁。

6.根据权利要求1所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变形槽的槽宽为0.1㎜-1㎜。

7.根据权利要求6所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变形槽的槽宽为0.4㎜-0.6㎜。

8.根据权利要求1所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆的前端外周开设有环形定位槽，所述筒夹的前端外周位于所述变幅杆的前方设有定位凸环。

9.根据权利要求1所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆的后端一体成型有连接部，所述超声波换能器包括：

螺杆，其前端与所述连接部相连；

压电振子，其套设于所述螺杆的外部且位于所述连接部的后端；及

后盖板，其套设于所述螺杆的外部且位于所述压电振子的后端。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的无密封螺帽的超声波刀柄，其特征在于，还包括：

安装座，其套设于所述刀柄本体的外部，所述安装座上开设有用于容纳无线接收装置的环形凹槽，所述环形凹槽朝后敞开。

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