CN219025966U - 一种超声刀柄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声刀柄装置，包括安装座及刀具夹头，所述安装座上设有超声发生组件，所述安装座内设有挤压孔，所述挤压孔内端设有内螺纹，所述刀具夹头包括本体及多个沿本体圆周方向间隔布置的夹块，所述本体一端设有与内螺纹配合的外螺纹，多个所述夹块设于本体另一端，所述挤压孔用于将多个夹块挤压靠拢。本实用新型具有结构简单、超声能量转化效率高的优点。

Description

一种超声刀柄装置

技术领域

本实用新型涉及超声切削刀具技术领域，具体涉及一种超声刀柄装置。

背景技术

高性能合金、复合材料、硬脆材料等先进材料具有优异的性能，在航空、航天、军工、电子和汽车等领域得到越来越广泛的应用。由于这些材料具有硬度高、脆性大和耐磨性好等特点，传统机械加工方法和加工工具难以对这些材料进行高精度加工。超声辅助切削加工是在传统切削加工中工具与工件相对运动的基础上，在切削工具或工件上施加超声振动，以获得更好加工质量的加工方法。

现有的超声辅助切削加工存在以下缺点：1)普遍使用弹簧夹头夹持刀具，弹簧夹头设于安装座的外侧，超声发生器产生的能量从安装座外侧引至刀具，而弹簧夹头夹持的刀具与超声传递部件的结合面较小，超声刀柄能量转化效率较低。

2)超声辅助切削在使用过程中，超声发生器产生的大部分能量用于加工刀具产生共振，部分能量通过能量转换器转换成机械能和内能，由于内能积累会造成刀柄温度过高，需要停止使用超声刀柄进行散热，导致生产效率降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、超声能量转化效率高的超声刀柄装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种超声刀柄装置，包括安装座及刀具夹头，所述安装座上设有超声发生组件，所述安装座内设有挤压孔，所述挤压孔内端设有内螺纹，所述刀具夹头包括本体及多个沿本体圆周方向间隔布置的夹块，所述本体一端设有与内螺纹配合的外螺纹，多个所述夹块设于本体另一端，所述挤压孔用于将多个夹块挤压靠拢。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述挤压孔为内小外大的圆锥孔。

所述夹块的外侧面为与圆锥孔适配的圆弧面。

所述超声发生组件包括两片压电陶瓷片，两片所述压电陶瓷片均设于安装座上。

超声刀柄装置还包括第一散热器，所述第一散热器与安装座连接。

所述安装座上设有第一连接法兰，所述第一散热器上设有第二连接法兰，第一连接法兰与第二连接法兰可拆卸连接。

所述第一连接法兰与第二连接法兰之间设有制冷组件。

超声刀柄装置还包括第二散热器，所述第二散热器设于安装座外侧。

所述夹块远离安装座的一端设有旋拧部。

所述第一散热器为液冷散热器或水冷散热器。

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刀柄装置，使用时，将刀具夹头设有外螺纹的一端放入安装座的挤压孔内，旋拧刀具夹头，使本体上的外螺纹与挤压孔内端的内螺纹连接，同时挤压孔将多个夹块挤压靠拢，夹紧刀具；安装座上设置超声发生组件，则超声发生组件产生的超声振动通过安装座传递至刀具夹头和刀具，辅助刀具进行切削加工，结构简单，相较于在安装座外侧设置弹簧夹头夹紧刀具，本实用新型在安装座内设置挤压孔，并将刀具夹头设于挤压孔内，通过挤压孔挤紧刀具夹头和刀具，既能很好的夹紧刀具，又增大了刀具与刀具夹头、安装座等超声传递部件的接触面积，提高了超声传递效率。

附图说明

图1为本实用新型超声刀柄装置的立体结构示意图。

图2为本实用新型的爆炸图。

图3为本实用新型中安装座及刀具夹头的剖视结构示意图。

图4为本实用新型中风冷散热器直接与安装座连接的结构示意图。

图5为本实用新型中液冷散热器直接与安装座连接的结构示意图

图中各标号表示：1、安装座；11、挤压孔；12、内螺纹；13、第一连接法兰；2、刀具夹头；21、本体；22、夹块；23、外螺纹；24、旋拧部；3、超声发生组件；31、压电陶瓷片；4、第一散热器；41、第二连接法兰；5、制冷组件；6、第二散热器。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

图1至图5示出了本实用新型的一种实施例，本实施例的超声刀柄装置，包括安装座1及刀具夹头2，安装座1上设有超声发生组件3，安装座1内设有挤压孔11，挤压孔11内端设有内螺纹12，刀具夹头2包括本体21及多个沿本体21圆周方向间隔布置的夹块22，本体21一端设有与内螺纹12配合的外螺纹23，多个夹块22设于本体21另一端，挤压孔11用于将多个夹块22挤压靠拢。

该超声刀柄装置，使用时，将刀具夹头2设有外螺纹23的一端放入安装座1的挤压孔11内，旋拧刀具夹头2，使本体21上的外螺纹23与挤压孔11内端的内螺纹12连接，同时挤压孔11将多个夹块22挤压靠拢，夹紧刀具；安装座上1设置超声发生组件3，则超声发生组件3产生的超声振动通过安装座1传递至刀具夹头2和刀具，辅助刀具进行切削加工，结构简单，相较于在安装座1外侧设置弹簧夹头夹紧刀具，本超声刀柄装置在安装座1内设置挤压孔11，并将刀具夹头2设于挤压孔11内，通过挤压孔11挤紧刀具夹头2和刀具，既能很好的夹紧刀具，又增大了刀具与刀具夹头2、安装座1等超声传递部件的接触面积，提高了超声传递效率。具体地，本实施例中，夹块22设有3块，3块夹块22沿本体21圆周方向间隔布置，刀具夹紧在3块夹块22之间。

本实施例中，挤压孔11为内小外大的圆锥孔。随着往内旋拧刀具夹头2，挤压孔11的半径越来越小，对夹块22的挤压效果越好，使各夹块22能更好的靠拢夹紧刀具。

本实施例中，夹块22的外侧面为与圆锥孔适配的圆弧面。故夹块22的外侧面与挤压孔11为面接触，挤压孔11与夹块22接触面积达到最大，超声传递效果好，且进一步提高了挤压效果。

本实施例中，夹块22远离安装座1的一端设有旋拧部24。具体地，旋拧部24的数量与夹块22的数量对应，均为3个，3个旋拧部24形成一个旋转螺母，便于旋拧刀具夹头2，使外螺纹23与内螺纹12配合。

本实施例中，超声发生组件3包括两片压电陶瓷片31，两片压电陶瓷片31均设于安装座1上。当给装配好的两片压电陶瓷片31通以适量电压就可以产生超声振动，并且可以通过电压的大小调整振动的频率。当然，在其他实施例中，给装配好的一片压电陶瓷片31和一片金属片通以适量电压，也可以产生超声振动。

本实施例中，超声刀柄装置还包括第一散热器4，第一散热器4与安装座1连接。第一散热器4可以对安装座1、安装座1内刀具夹头2及刀具进行散热，避免内能累积在安装座1、刀具夹头2，导致刀具温度过高而损坏，影响切削加工，也无需为了散热而停止加工，提高了生产效率。

本实施例中，安装座1上设有第一连接法兰13，第一散热器4上设有第二连接法兰41，第一连接法兰13与第二连接法兰41可拆卸连接。拆卸方便、便于第一散热器4的维修、更换。优选地，第一散热器4为如图4所示的风冷散热器或为图5所示的液冷散热器，其中图4和图5中均省略了第一散热器4外壳，且直接与安装座1连接。

本实施例中，第一连接法兰13与第二连接法兰41之间设有制冷组件5。制冷组件5可以主动降低安装座1的温度，避免刀具损坏，进一步提高了生产效率，且制冷组件5设置在第一连接法兰13和第二连接法兰41之间，便于制冷组件5的更换和拆卸。优选地，制冷组件5为半导体制冷片组件，结构简单，成本低。

本实施例中，超声刀柄装置还包括第二散热器6，第二散热器6设于安装座1外侧，进一步提高散热效果。优选地，第二散热器6为风扇或空调等。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种超声刀柄装置，其特征在于：包括安装座(1)及刀具夹头(2)，所述安装座(1)上设有超声发生组件(3)，所述安装座(1)内设有挤压孔(11)，所述挤压孔(11)内端设有内螺纹(12)，所述刀具夹头(2)包括本体(21)及多个沿本体(21)圆周方向间隔布置的夹块(22)，所述本体(21)一端设有与内螺纹(12)配合的外螺纹(23)，多个所述夹块(22)设于本体(21)另一端，所述挤压孔(11)用于将多个夹块(22)挤压靠拢。

2.根据权利要求1所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述挤压孔(11)为内小外大的圆锥孔。

3.根据权利要求2所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述夹块(22)的外侧面为与圆锥孔适配的圆弧面。

4.根据权利要求1所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述超声发生组件(3)包括两片压电陶瓷片(31)，两片所述压电陶瓷片(31)均设于安装座(1)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的超声刀柄装置，其特征在于：还包括第一散热器(4)，所述第一散热器(4)与安装座(1)连接。

6.根据权利要求5所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述安装座(1)上设有第一连接法兰(13)，所述第一散热器(4)上设有第二连接法兰(41)，第一连接法兰(13)与第二连接法兰(41)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述第一连接法兰(13)与第二连接法兰(41)之间设有制冷组件(5)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的超声刀柄装置，其特征在于：还包括第二散热器(6)，所述第二散热器(6)设于安装座(1)外侧。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述夹块(22)远离安装座(1)的一端设有旋拧部(24)。

10.根据权利要求5所述的超声刀柄装置，其特征在于：所述第一散热器(4)为液冷散热器或水冷散热器。

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