CN218904360U - 一种超声波刀柄 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波刀柄，包括刀柄外壳和超声换能组件，刀柄外壳的前端开设有空腔，超声换能组件包括超声换能单元和变幅杆，变幅杆由变幅杆主体和热装夹头组成，其中热装夹头一体连接在变幅杆主体的前端，超声换能单元的前端固定连接在变幅杆主体的后端，变幅杆主体固定连接在空腔的前端口处以使得超声换能单元设置于空腔内，在热装夹头的中心处开设有刀具装夹孔以用于安装连接一刀具，其中，在常温状态下刀具装夹孔的直径小于刀具的直径，且热装夹头的热膨胀系数大于刀具的热膨胀系数。本实用新型提出的超声波刀柄，可以利用热胀冷缩原理来直接装夹刀具，省去了拆装夹头的步骤，从而有效地提高精度，能够满足高精度的加工。

Description

一种超声波刀柄

技术领域

本实用新型涉及超声波加工领域，尤其涉及一种超声波刀柄。

背景技术

随着各种新型材料的兴起，传统的机加工方式已经不能满足各种新型材料的加工要求，人们在不断地寻求更加高效的加工方式，例如超声加工就是其中一种，在超声加工中，传统方式使用的刀具固定方式主要是用夹头装夹刀具，但是传统夹头精度低，满足不了一些高精度的加工；所以，超声波加工领域亟需一种高精度的刀具装夹方式。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的不足，本实用新型提出一种超声波刀柄，可以利用热胀冷缩原理来直接装夹刀具，省去了拆装夹头的步骤，从而有效地提高精度，能够满足高精度的加工。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型公开了一种超声波刀柄，包括刀柄外壳和超声换能组件，所述刀柄外壳的前端开设有空腔，所述超声换能组件包括超声换能单元和变幅杆，所述变幅杆由变幅杆主体和热装夹头组成，其中所述热装夹头一体连接在所述变幅杆主体的前端，所述超声换能单元的前端固定连接在所述变幅杆主体的后端，所述变幅杆主体固定连接在所述空腔的前端口处以使得所述超声换能单元设置于所述空腔内，在所述热装夹头的中心处开设有刀具装夹孔以用于安装连接一刀具，其中，在常温状态(即未加热的常态)下所述刀具装夹孔的直径小于所述刀具的直径，且所述热装夹头的热膨胀系数大于所述刀具的热膨胀系数。

优选地，在常温状态下所述刀具的直径与所述刀具装夹孔的直径的差值在0.02mm至0.04mm之间。

优选地，所述变幅杆主体的中心处贯穿开设有第一通孔，所述超声换能单元的中心处贯穿开设第二通孔，所述刀柄外壳的中心处贯穿开设第三通孔，其中所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔与所述刀具装夹孔相互连通。

优选地，所述热装夹头的外径是所述刀具装夹孔的直径的1.5～4倍。

优选地，所述热装夹头的外圈呈锥形结构，且所述热装夹头的外径从后向前逐渐变小。

优选地，所述超声波刀柄还包括压盖，所述变幅杆主体的外圆周处设有固定法兰，所述压盖固定连接在所述空腔的前端处以将所述固定法兰固定连接于所述刀柄外壳与所述压盖之间。

优选地，所述变幅杆主体的前部的外圆周处开设有4～8条均匀分布的螺旋槽。

优选地，所述变幅杆主体和所述热装夹头采用相同的材质制成。

优选地，所述变幅杆主体和所述热装夹头为一体成型结构。

优选地，所述变幅杆主体的后端处开设有安装孔，所述超声换能单元包括空心螺钉、后盖板、多个电极片和多个压电陶瓷片，多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片同轴且沿轴向交替排列在所述后盖板和所述变幅杆主体之间，所述空心螺钉穿过所述后盖板、多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片之后固定连接在所述变幅杆主体的所述安装孔处，以将多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片固定连接在所述变幅杆主体的后端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型公开的超声波刀柄，结构设计简单，其中的变幅杆主体和热装夹头为一个整体，其中在常温状态下刀具装夹孔的直径小于刀具的直径，且热装夹头的热膨胀系数大于刀具的热膨胀系数，从而可以利用热胀冷缩原理来直接装夹刀具，省去了拆装夹头的步骤，从而有效地提高精度，能够满足高精度的加工。

在进一步的方案中，热装夹头的外径是刀具装夹孔的直径的1.5～4倍，使得热装夹头部分呈细长结构，可以减缓高温传导至整个超声波刀柄的速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一公开的超声波刀柄的立体结构图；

图2是本实用新型实施例一公开的超声波刀柄的剖面结构示意图；

图3是图1中的变幅杆的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二公开的超声波刀柄的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

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。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。

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实施例和简化描述，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该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为方便说明清楚各结构之间的位置关系，本实用新型实施例所描述的“前”是指整体超声波刀柄中刀具的安装位置所在的方向，“后”是指与“前”相反的方向。

如图1和图2所示，本实用新型实施例一公开了一种超声波刀柄，包括刀柄外壳10、超声换能组件20和压盖30，刀柄外壳10的前端开设有空腔11，超声换能组件20包括超声换能单元21和变幅杆22，结合图3，变幅杆22由变幅杆主体221和热装夹头222组成，其中热装夹头222一体连接在变幅杆主体221的前端，超声换能单元21的前端固定连接在变幅杆主体221的后端，变幅杆主体221的外圆周处设有固定法兰2211，压盖30固定连接在空腔11的前端口处以将固定法兰2211固定连接于刀柄外壳10与压盖30之间，使得超声换能单元21设置于空腔11内。在热装夹头222的中心处开设有刀具装夹孔2221以用于安装连接一刀具40，其中，在常温状态下刀具装夹孔2221的直径小于刀具40的直径，且热装夹头222的热膨胀系数大于刀具40的热膨胀系数。

在具体的实施例中，在常温状态下刀具40的直径与刀具装夹孔2221的直径的差值在0.02mm至0.04mm之间。热装夹头222的外径是刀具装夹孔2221的直径的1.5～4倍，进一步地，热装夹头222的外圈呈锥形结构，且热装夹头222的外径从后向前逐渐变小，使得热装夹头222部分整体为细长的椎体，可以减缓高温传导至整个超声波刀柄的速度。

进一步地，变幅杆主体221和热装夹头222采用相同的材质制成，且二者为一体成型结构。

在变幅杆主体221的前部的外圆周处开设有多条均匀分布的螺旋槽2212，例如4～8条。变幅杆主体221的后端处开设有安装孔2213，超声换能单元21包括空心螺钉211、后盖板212、多个电极片213和多个压电陶瓷片214，多个电极片213和多个压电陶瓷片214同轴且沿轴向交替排列在后盖板212和变幅杆主体221之间，空心螺钉211穿过后盖板212、多个电极片213和多个压电陶瓷片214之后固定连接在变幅杆主体221的安装孔2213处，以将多个电极片213和多个压电陶瓷片214固定连接在变幅杆主体221的后端。

在本实施例中，刀具装夹孔2221位于整个变幅杆22的正中心，热装夹头222位于整个超声波刀柄的前端，且为细长的锥形结构，与变幅杆主体221的传热面积小，可以减缓高温传导至整个超声波刀柄的速度。变幅杆22整体热装方式是利用热胀冷缩原理，常温时刀具40直径大于刀具装夹孔2221直径，且二者差值大于0.02mm小于0.04mm，在进行刀具40和变幅杆22的搭配时，所选用刀具40的热膨胀系数小于变幅杆22的热膨胀系数，也可以有效提高精度。在装刀具40前将热装夹头222部分加热，使得刀具装夹孔2221受热膨胀，此时便可将刀具40装入刀具装夹孔2221内，当刀具装夹孔2221冷却收缩后便可将刀具40牢牢装夹在变幅杆22上。

本实用新型实施例一公开的超声波刀柄，变幅杆主体221和热装夹头222为一个整体，结构一体成型，可直接将刀具40装夹在变幅杆22上，省去了拆装夹头的步骤，可以有效地提高精度。

如图4所示，本实用新型实施例二公开的超声波刀柄，与实施例一的区别之处仅在于：变幅杆主体221的中心处贯穿开设有第一通孔2214，超声换能单元21的中心处开设第二通孔215，刀柄外壳10的中心处贯穿开设第三通孔12，其中第一通孔2214、第二通孔215、第三通孔12与刀具装夹孔2221相互连通，从而可以使得整个超声波刀柄为贯穿的状态，进一步可以对刀柄内部部件和加工区域施加液冷。本实施例中，在变幅杆主体221的中心处贯穿开设的第一通孔2214使得刀具装夹孔2221贯穿整个变幅杆22，在一些其他实施例中，也可以加工一个比刀具装夹孔2221稍大的孔用以贯穿变幅杆，可进一步强化该超声波刀柄的冷却性能。本实施例中的超声波刀柄的其他结构与实施例一的超声波刀柄结构相同，在此不再赘述。

本实用新型的背景部分可以包含关于本实用新型的问题或环境的背景信息，而不是由其他人描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本实用新型的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种超声波刀柄，其特征在于，包括刀柄外壳和超声换能组件，所述刀柄外壳的前端开设有空腔，所述超声换能组件包括超声换能单元和变幅杆，所述变幅杆由变幅杆主体和热装夹头组成，其中所述热装夹头一体连接在所述变幅杆主体的前端，所述超声换能单元的前端固定连接在所述变幅杆主体的后端，所述变幅杆主体固定连接在所述空腔的前端口处以使得所述超声换能单元设置于所述空腔内，在所述热装夹头的中心处开设有刀具装夹孔以用于安装连接一刀具，其中，在常温状态下所述刀具装夹孔的直径小于所述刀具的直径，且所述热装夹头的热膨胀系数大于所述刀具的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，在常温状态下所述刀具的直径与所述刀具装夹孔的直径的差值在0.02mm至0.04mm之间。

3.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆主体的中心处贯穿开设有第一通孔，所述超声换能单元的中心处贯穿开设第二通孔，所述刀柄外壳的中心处贯穿开设第三通孔，其中所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔与所述刀具装夹孔相互连通。

4.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述热装夹头的外径是所述刀具装夹孔的直径的1.5～4倍。

5.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述热装夹头的外圈呈锥形结构，且所述热装夹头的外径从后向前逐渐变小。

6.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，还包括压盖，所述变幅杆主体的外圆周处设有固定法兰，所述压盖固定连接在所述空腔的前端处以将所述固定法兰固定连接于所述刀柄外壳与所述压盖之间。

7.根据权利要求6所述的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆主体的前部的外圆周处开设有4～8条均匀分布的螺旋槽。

8.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆主体和所述热装夹头采用相同的材质制成。

9.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆主体和所述热装夹头为一体成型结构。

10.根据权利要求1至9任一项所述的超声波刀柄，其特征在于，所述变幅杆主体的后端处开设有安装孔，所述超声换能单元包括空心螺钉、后盖板、多个电极片和多个压电陶瓷片，多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片同轴且沿轴向交替排列在所述后盖板和所述变幅杆主体之间，所述空心螺钉穿过所述后盖板、多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片之后固定连接在所述变幅杆主体的所述安装孔处，以将多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片固定连接在所述变幅杆主体的后端。

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