KR20210025804A - Machining tool using ultrasonic transducer - Google Patents

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KR20210025804A
KR20210025804A KR1020190105594A KR20190105594A KR20210025804A KR 20210025804 A KR20210025804 A KR 20210025804A KR 1020190105594 A KR1020190105594 A KR 1020190105594A KR 20190105594 A KR20190105594 A KR 20190105594A KR 20210025804 A KR20210025804 A KR 20210025804A
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fixing plate
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정성수
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Abstract

Disclosed is a lathe machining tool using an ultrasonic vibrator. According to one embodiment of the present invention, the lathe machining tool using an ultrasonic vibrator includes: a lower horn (110) having a funnel shape, and amplifying vibrations; a fixing plate (120) provided as a disc form on an upper side of the lower horn (110) with two fixing points (121, 122) fixed by pressure from the outside; a lower elastic body (210) having a coupling pillar coupled with the fixing plate (120), having a through hole in the center, and expanding and delivering vibrations to the lower horn (110); a plurality of piezoelectric ceramics (300) provided on an upper side of the lower elastic body (210), having a through hole in the center, and generating flexural vibrations when receiving AC power; an upper elastic body (220) provided on an upper side of the piezoelectric ceramics (300), having a through hole in the center, and damping vibrations; a bolt (400) penetrating the through holes formed on the lower elastic body (210), the piezoelectric ceramics (300) and the upper elastic body (220), to couple the components; and a housing (500) into which the lower horn (110), the fixing plate (120), the lower elastic body (210), the piezoelectric ceramics (300) and the upper elastic body (220) are inserted in a coupled state. Therefore, the present invention is capable of minimizing a change in displacement in a secondary resonance mode.

Description

초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴{MACHINING TOOL USING ULTRASONIC TRANSDUCER}Turning tool using ultrasonic vibrator{MACHINING TOOL USING ULTRASONIC TRANSDUCER}

본 발명은 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압전세라믹의 적층 구조와 압전세라믹의 분극 방향을 조합하여 하나의 정현파 교류전원을 가하여도 휨 진동을 생성하는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 관한 것이다.The present invention relates to a lathe processing tool using an ultrasonic vibrator, and more particularly, a lathe using an ultrasonic vibrator that generates bending vibration even when one sinusoidal AC power is applied by combining a stacked structure of piezoelectric ceramics and a polarization direction of the piezoelectric ceramic. It relates to a machining tool.

일반적으로 초음파 진동자는 20kHz 이상의 교류 에너지를 동일 주파수의 기계적 에너지로 변환하는 압전 효과 또는 자기 변환효과를 이용한다. 이러한 초음파 진동자는 주로 초음파 세척, 플라스틱 융착 또는 융착 기계가공 등에 널리 사용되고 있다.In general, an ultrasonic vibrator uses a piezoelectric effect or a magnetic conversion effect that converts AC energy of 20 kHz or more into mechanical energy of the same frequency. Such ultrasonic vibrators are widely used mainly for ultrasonic cleaning, plastic fusion, or fusion machining.

이러한 일반적인 진동자 구조를 살펴보면 중앙에 관통공이 형성된 하부탄성체와, 하부탄성체에 장착되며, 관통공이 중앙에 형성된 상부 압전세라믹 및 하부 압전세라믹과, 상부 압전세라믹의 상면과 상부 압전세라믹과 하부 압전세라믹 사이에 개재되어 초음파 발진기와 전기적으로 접지되는 상부 전극 및 하부 전극과, 상부 전극의 상부에 형성되며 저면에는 나사공이 형성된 상부탄성체로 구성되며, 상부탄성체와, 상, 하부 압전세라믹과, 상, 하부 전극과, 하부탄성체는 결합볼트를 통해 상부탄성체의 나사공에 체결 및 하부탄성체의 저면에서 너트 체결되어 결합된다. Looking at such a general vibrator structure, a lower elastic body having a through hole formed in the center, and mounted on the lower elastic body, and an upper piezoelectric ceramic and a lower piezoelectric ceramic having a through hole formed in the center, and between the upper surface of the upper piezoelectric ceramic and the upper piezoelectric ceramic and the lower piezoelectric ceramic. It is composed of an upper electrode and a lower electrode that are interposed and electrically grounded with the ultrasonic oscillator, and an upper elastic body formed on the upper electrode and having a screw hole on the bottom surface, and the upper elastic body, the upper and lower piezoelectric ceramics, and the upper and lower electrodes. , The lower elastic body is fastened to a screw hole of the upper elastic body through a coupling bolt and a nut is fastened at the bottom of the lower elastic body to be coupled.

이와 같이 구성되는 종래의 초음파 진동자는 초음파 발진기로부터 상, 하부 전극을 통해 전기적 신호를 전달받게 되면 압전세라믹에 진동이 발생하게 되며, 이러한 진동은 상, 하부탄성체를 통해 혼 등에 진동을 부여 및 초음파를 발생하게 되지만, 정현파인 전원을 인가하는 경우, 횡진동, 종진동 등 단순한 방향으로만 진동을 할 수 있어, 정밀한 작업을 요구하는 커팅기, 융착기, 수술기 등에 부적하다는 문제점이 있었다.The conventional ultrasonic vibrator constructed as described above generates vibration in the piezoelectric ceramic when an electrical signal is transmitted from the ultrasonic oscillator through the upper and lower electrodes, and such vibration applies vibration to the horn through the upper and lower elastic bodies, and provides ultrasonic waves. However, when a sine wave power is applied, it is possible to vibrate only in simple directions such as lateral vibration and longitudinal vibration, and thus there is a problem that it is unsuitable for cutting machines, fusion machines, and surgical machines that require precise work.

따라서, 압전세라믹의 적층 구조와 압전세라믹의 분극 방향으로 인해 하나의 정현파 교류전원을 인가하여도 휨 진동을 생성할 수 있는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 대한 연구가 필히 요구된다.Therefore, due to the stacked structure of the piezoelectric ceramic and the polarization direction of the piezoelectric ceramic, research on a lathe machining tool using an ultrasonic vibrator capable of generating bending vibration even when a single sinusoidal AC power is applied is required.

한국등록특허 제10-1653826호Korean Patent Registration No. 10-1653826

본 발명은 다수의 압전세라믹을 적층하고 분할하며, 상기 적층된 압전세라믹의 분극 방향을 상이하게 형성함으로써, 하나의 정현파 교류전원을 인가하여도 휨 진동을 발생시킬 수 있는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴을 제공한다.The present invention laminates and divides a plurality of piezoelectric ceramics, and by forming different polarization directions of the stacked piezoelectric ceramics, a lathe processing tool using an ultrasonic vibrator capable of generating bending vibration even when one sinusoidal AC power is applied Provides.

본 발명은 진동의 최대변위에 기초하여 side fix 방식의 고정점을 결정함으로써, 2차 공진모드에서 변위의 변화를 최소화 시킬 수 있는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴을 제공한다.The present invention provides a turning tool using an ultrasonic vibrator capable of minimizing a change in displacement in a secondary resonance mode by determining a fixed point of a side fix method based on the maximum displacement of vibration.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention not mentioned here are to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs It can be clearly understood.

본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴은, 깔대기 형상으로 마련되고, 진동을 증폭시키는 하부혼(110), 하부혼(110) 상측에 원판 형상으로 마련되어 외부에 압력에 의해 고정되는 2개의 고정점(121, 122)이 마련되는 고정판(120), 상기 고정판과 결합하는 결합기둥이 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 진동을 확대하여 하부혼(110)에 전달하는 하부탄성체(210), 하부탄성체(210) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 교류전원을 인가 받으면 휨 진동을 발생시키는 다수의 압전세라믹(300), 압전세라믹(300) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 진동을 감폭하는 상부탄성체(220), 하부탄성체(210), 압전세라믹(300) 및 상부탄성체(220)에 마련된 관통홈을 관통하여 결합시키는 볼트(400) 및 하부혼(110), 고정판(120), 하부탄성체(210), 압전세라믹(300) 및 상부탄성체(220)가 결합된 형태로 삽입되는 하우징(500)을 포함하고, 압전세라믹(300)은, 하부탄성체(210) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 상기 구획된 구역에 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성되는 제1 압전세라믹(310), 제1 압전세라믹(310) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 구획된 구역에 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성되는 제2 압전세라믹(320) 및 원판 형상으로 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 일측에 돌출부(331)를 포함하되, 돌출부(331)가 서로 반대 방향을 향하도록 상기 제2 압전세라믹(320)의 상측면 및 하측면에 접하는 2개의 진동자고정링(330)을 포함하며, 제1 압전세라믹(310)과 제2 압전세라믹(320)의 구획된 영역에서 인접한 영역의 분극은 서로 반대방향으로 형성된다. The lathe processing tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention is provided in a funnel shape, a lower horn 110 for amplifying vibration, and a disk shape provided on the upper side of the lower horn 110 and fixed by external pressure. The fixing plate 120 is provided with two fixing points 121 and 122 that are formed, a coupling pillar for coupling with the fixing plate is provided, a through groove is provided in the center, and a lower part that expands vibration and transmits it to the lower horn 110 It is provided on the upper side of the elastic body 210 and the lower elastic body 210, a through hole is provided in the center, and is provided on the upper side of a plurality of piezoelectric ceramics 300 and piezoelectric ceramics 300 that generate bending vibrations when AC power is applied. , A through hole is provided in the center, the upper elastic body 220, the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the bolt 400 for coupling through the through hole provided in the upper elastic body 220 and The lower horn 110, the fixing plate 120, the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300 and the upper elastic body 220 includes a housing 500 inserted in a combined form, and the piezoelectric ceramic 300, The first piezoelectric element is provided on the upper side of the lower elastic body 210 and is divided into two areas based on a preset diameter line, and one polarization is formed in the upper direction and the other is formed in the lower direction in the divided area. It is provided on the upper side of the ceramic 310 and the first piezoelectric ceramic 310 and is divided into two zones based on a preset diameter line, and one polarization is formed in the upper direction and the other is formed in the lower direction. The second piezoelectric ceramic 320 is formed in the form of a disk and is provided in the shape of a disk, has a through hole in the center, and includes a protrusion 331 on one side, and the second piezoelectric so that the protrusions 331 face in opposite directions to each other. Including two vibrator fixing rings 330 in contact with the upper and lower surfaces of the ceramic 320, the polarization of the adjacent regions in the divided regions of the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic 320 It is formed in the opposite direction.

또한, 고정점(121, 122)은, 하부혼(110)의 하측 끝단의 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 점에서 X축의 양의 방향으로의 연장선과 고정판(120)의 외주선(外周線)이 접하는 제1 고정점(121) 및 하부혼(110)의 하측 끝단의 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 점에서 X축의 음의 방향으로의 연장선과 상기 고정판(120)의 외주선(外周線)이 접하는 제2 고정점(122)으로 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the fixing points 121 and 122 are an extension line in the Z-axis direction and the fixing plate 120 at an intermediate point between the maximum displacement in the positive direction of the Y-axis and the maximum displacement in the negative direction of the Y-axis at the lower end of the lower horn 110. The maximum displacement in the positive direction of the Y-axis at the lower end of the lower end of the lower horn 110 and the first fixing point 121 where the extension line in the positive direction of the X-axis and the outer circumferential line of the fixing plate 120 meet at this point of intersection. At the point where the extension line in the Z-axis direction and the fixing plate 120 meet at the midpoint of the maximum displacement in the negative direction of the and Y-axis, the extension line in the negative direction of the X-axis and the outer circumferential line of the fixing plate 120 are in contact with each other. It is characterized by consisting of a second fixing point (122).

또한, 압전세라믹(300)은, 하부탄성체(210) 상측과 제1 압전세라믹(310) 하측 사이 및 제2 압전세라믹(320) 상측과 상부탄성체(220) 하측 사이에 양(+)의 교류전원을 인가하고, 제1 압전세라믹(310) 상측과 제2 압전세라믹(320) 하측 사이에 음(-)의 교류전원을 인가하는 것을 특징으로 한다.In addition, the piezoelectric ceramic 300 is positive (+) AC power between the upper side of the lower elastic body 210 and the lower side of the first piezoelectric ceramic 310 and between the upper side of the second piezoelectric ceramic 320 and the lower side of the upper elastic body 220 And applying negative AC power between the upper side of the first piezoelectric ceramic 310 and the lower side of the second piezoelectric ceramic 320.

또한, 양(+)의 교류전원이 인가된 제1 압전세라믹(310) 및 제2 압전세라믹에서는 X축의 양의 방향으로 휨 진동이 발생하고, 음(-)의 교류전원이 인가된 제1 압전세라믹(310) 및 제2 압전세라믹에서는 X축의 음의 방향으로 휨 진동이 발생하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic to which positive (+) AC power is applied, bending vibration occurs in the positive direction of the X-axis, and the first piezoelectric ceramic to which negative (-) AC power is applied. In the ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic, bending vibration occurs in the negative direction of the X-axis.

본 발명의 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴은, 다수의 압전세라믹을 적층하고 분할하며, 상기 적층된 압전세라믹의 분극 방향을 상이하게 형성함으로써, 하나의 정현파 교류전원을 인가하여도 휨 진동을 발생시킬 수 있는 효과가 있다. The lathe processing tool using the ultrasonic vibrator of the present invention stacks and divides a plurality of piezoelectric ceramics, and forms different polarization directions of the stacked piezoelectric ceramics, thereby generating bending vibration even when one sinusoidal AC power is applied. There is an effect that can be.

또한, 본 발명의 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴은, 진동의 최대변위에 기초하여 side fix 방식의 고정점을 결정함으로써, 2차 공진모드에서 변위의 변화를 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다In addition, the turning tool using the ultrasonic vibrator of the present invention has the effect of minimizing the change in displacement in the secondary resonance mode by determining the fixed point of the side fix method based on the maximum displacement of the vibration.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 Z축의 위치에 대응하는 Y축의 변위를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 전원이 인가되는 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 교류전원 인가 시 변위형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 하우징을 설명하기 위한 도면이다.
1 is an exploded perspective view showing the configuration of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the displacement of the Y-axis corresponding to the position of the Z-axis of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a position where power is applied to a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a displacement shape when AC power is applied to a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a housing of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시례에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description have been omitted, and the same reference numerals are attached to the same or similar components throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.When a part is referred to as being "on" another part, it may be directly on top of another part, or other parts may be involved in between. In contrast, when a part is referred to as being "directly above" another part, no other part is involved in between.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers and/or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시례를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used in the specification, the meaning of "comprising" specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and the presence of another characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, or It does not exclude additions.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. Terms indicating a relative space such as "below" and "above" may be used to more easily describe the relationship of one part to another part shown in the drawings.

이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다.These terms are intended to include other meanings or operations of the device in use together with their intended meaning in the drawings. For example, if the device in the drawings is turned over, certain parts described as being "below" other parts are described as being "above" other parts. Thus, the exemplary term “down” includes both up and down directions.

장치는 90°회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.The device can be rotated by 90° or by other angles, and terms denoting relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in a commonly used dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.

이하에서, 본 발명의 실시례에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 구성을 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 상기 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴은 하부혼(110), 고정판(120), 하부탄성체(210), 압전세라믹(300), 상부탄성체(220), 볼트(400) 및 하우징을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the turning tool using the ultrasonic vibrator includes a lower horn 110, a fixing plate 120, a lower elastic body 210, a piezoelectric ceramic 300, an upper elastic body 220, a bolt 400, and a housing. It may include.

상기 하부혼(110)은 깔때기 형상으로 마련되고, 진동폭을 종폭시킬 수 있다.The lower horn 110 is provided in a funnel shape, and the vibration width may be increased vertically.

또한, 상기 하부혼(110)의 하측 방향 끝단에는 작업 툴이 연결되고, 상기 하부혼(110)은 상기 툴에 진동을 전달하고, 상기 툴에서 진동을 발산시키도록 매개하는 역할을 한다.In addition, a work tool is connected to a lower end of the lower horn 110, and the lower horn 110 transmits vibration to the tool and serves to mediate to emit vibration from the tool.

여기서, 상기 하측방향은 상기 볼트(400)에서 하부혼(110) 쪽으로 향하는 방향을 의미하며, 상측방향은 상기 하부혼(110)에서 볼트(400) 쪽으로 향하는 방향을 의미한다.Here, the downward direction refers to a direction from the bolt 400 toward the lower horn 110, and the upward direction refers to a direction from the lower horn 110 toward the bolt 400.

상기 고정판(120)은 상기 하부혼(110) 상측에 원판 형상으로 마련되어 압력에 의해 고정되는 두 개의 고정점(121, 122)이 마련되며, 상기 압전세라믹(300)에서 발생한 진동으로 인해 상기 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 외부가 진동되는 것을 방지하여 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 외부 진동에 의한 변위의 변화를 최소화하는 역할을 수행할 수 있다.The fixing plate 120 is provided in a disk shape on the upper side of the lower horn 110 and is provided with two fixing points 121 and 122 fixed by pressure, and the ultrasonic vibrator due to vibration generated by the piezoelectric ceramic 300 By preventing the outside of the turning tool from vibrating using an ultrasonic vibrator, it can play a role of minimizing a change in displacement due to external vibration of the turning tool using an ultrasonic vibrator.

즉, 상기 압전세라믹(300)에서 발생한 진동을 하부혼(110)에 전달하는 과정에서 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 발생할 수 있는 외부 진동을 방지하고자, 고장판(120)을 클램프 등으로 고정해줌으로써, 목표하고자 하는 변위 값의 변화를 최소화 시킬 수 있다.That is, in the process of transmitting the vibration generated by the piezoelectric ceramic 300 to the lower horn 110, in order to prevent external vibration that may occur in the lathe machining tool using an ultrasonic vibrator, the failure plate 120 is fixed with a clamp or the like. By zooming, it is possible to minimize the change in the desired displacement value.

또한, 상기 고정판의 고정점(121, 122)의 위치는 도 2 및 도 3을 참고하여 아래에서 상세하게 설명한다.In addition, the positions of the fixing points 121 and 122 of the fixing plate will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 Z축의 위치에 대응하는 Y축의 변위를 나타낸 도면이다.2 is a front view of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a displacement of the Y-axis corresponding to the position of the Z-axis of the turning tool using the ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 고정점(121, 122)은 상기 하부혼(110)의 하측 끝단 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 한 점에서 X축의 양의 방향으로의 연장선과 상기 고정판(120)의 외주선이 접하는 제1 고정점(121)과 상기 하부혼(110)의 하측 끝단의 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 한 점에서 X축의 음의 방향으로의 연장선과 상기 고정판(120)의 외주선이 접하는 제2 고정점(122)으로 구성될 수 있다.2 and 3, the fixed points 121 and 122 are in the Z-axis direction at the midpoint of the positive maximum displacement of the Y-axis at the lower end of the lower horn 110 and the maximum displacement in the negative direction of the Y-axis. At a point where the extension line and the fixing plate 120 meet, the first fixing point 121 where the extension line in the positive direction of the X-axis and the outer circumferential line of the fixing plate 120 are in contact with the Y at the lower end of the lower horn 110 The extension line in the negative direction of the X axis and the outer periphery of the fixing plate 120 at a point where the extension line in the Z-axis direction and the fixing plate 120 meet at the midpoint of the maximum displacement in the positive direction of the axis and the maximum displacement in the negative direction of the Y-axis. It may be composed of a second fixed point 122 in contact with the line.

상기 제1 고정점(121)과 상기 제2 고정점(122)은 Y축 좌표값과 Z축 좌표값이 같으며, X축 좌표값의 부호만 다른 좌표값을 가지게 된다.The first fixed point 121 and the second fixed point 122 have the same Y-axis coordinate value and Z-axis coordinate value, and only the sign of the X-axis coordinate value is different.

즉, 상기 하부혼(110)의 중심점에서 상기 제1 고정점(121)과 상기 제2 고정점(122)까지의 거리가 같다.That is, the distance from the center point of the lower horn 110 to the first fixing point 121 and the second fixing point 122 is the same.

도 3을 참고하면, 일례로, 상기 하부혼(110)의 Y축 음의 최대변위가 -0.60μm이고, Y축 양의 최대변위가 0.45μm인 경우에는, 상기 고정점(121, 122)의 Y축 좌표값은 상기 Y축 양의 최대변위와 상기 Y축 음의 최대변위의 중간값인 -0.05μm의 좌표값을 가지며, 상기 제1 고정점(121)과 상기 제2 고정점(122)의 직선거리는 상기 고정판(120)의 지름보다 짧게 형성된다.Referring to FIG. 3, as an example, when the maximum displacement of the negative Y-axis of the lower horn 110 is -0.60 μm and the maximum displacement of the positive Y-axis is 0.45 μm, The Y-axis coordinate value has a coordinate value of -0.05 μm, which is an intermediate value of the Y-axis positive maximum displacement and the Y-axis negative maximum displacement, and the first fixed point 121 and the second fixed point 122 The linear distance of is formed shorter than the diameter of the fixing plate 120.

단, 상기 제1 고정점(121)과 상기 제2 고정점(122)의 Y축 좌표값이 '0'일 경우에만, 상기 제1 고정점(121)과 상기 제2 고정점(122)의 거리와 상기 고정판(120)의 지름의 길이가 같다.However, only when the Y-axis coordinate value of the first fixed point 121 and the second fixed point 122 is '0', the first fixed point 121 and the second fixed point 122 The distance and the length of the diameter of the fixing plate 120 are the same.

여기서, 상기 Z축 양의 방향은 상기 하부혼(110)에서 상기 볼트(400) 쪽으로 향하는 방향을 의미하여, 상기 Z축 음의 방향은 상기 볼트(400)에서 상기 하부혼(110) 쪽으로 향하는 방향을 의미한다.Here, the positive Z-axis direction means a direction from the lower horn 110 toward the bolt 400, and the negative Z-axis direction is a direction from the bolt 400 toward the lower horn 110 Means.

즉, 상기 Z축 양의 방향은 상기 상측 방향과 의미하는 바가 같으며, 상기 Z축 음의 방향은 상기 하측 방향과 의미하는 바가 같다.That is, the positive direction of the Z-axis has the same meaning as the upward direction, and the negative direction of the Z-axis has the same meaning as the downward direction.

또한, 상기 X축 양의 방향은 상기 도 2와 같이, 상기 제2 고정점(122)에서 상기 제1 고정점(121) 쪽으로 향하는 방향을 의미하며, 상기 X축 음의 방향은 상기 제1 고정점(121)에서 상기 제2 고정점(122) 쪽으로 향하는 방향을 의미한다.In addition, the positive X-axis direction refers to a direction from the second fixed point 122 toward the first fixed point 121, as shown in FIG. 2, and the negative X-axis direction is the first fixed It means a direction from the point 121 toward the second fixed point 122.

또한, 상기 Y축은 상기 Z축 및 X축 모두와 직교하는 방향을 의미한다.In addition, the Y-axis means a direction orthogonal to both the Z-axis and the X-axis.

다시 도 1을 참고하면, 상기 하부탄성체(210)는 상기 고정판(120) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 상기 압전세라믹(300)에서 발생된 진동을 확대하여 상기 하부혼(110)에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the lower elastic body 210 is provided on the upper side of the fixing plate 120, a through hole is provided in the center, and the vibration generated by the piezoelectric ceramic 300 is enlarged to expand the lower horn 110. ).

상기 압전세라믹(300)은 제1 압전세라믹(310), 제2 압전세라믹(320) 및 진동자고정링(330)을 포함할 수 있다.The piezoelectric ceramic 300 may include a first piezoelectric ceramic 310, a second piezoelectric ceramic 320, and a vibrator fixing ring 330.

상기 제1 압전세라믹(310)은 상기 하부탄성체(210) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 상기 구획된 구역에 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성된다.The first piezoelectric ceramic 310 is provided on the upper side of the lower elastic body 210 and is divided into two areas based on a preset diameter line, and one polarization is formed in the upper direction in the divided area, and the other One is formed in the downward direction.

상기 제2 압전세라믹(320)은 상기 제1 압전세라믹(310) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 상기 구획된 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성된다.The second piezoelectric ceramic 320 is provided above the first piezoelectric ceramic 310 and is divided into two zones based on a preset diameter line, and one of the divided polarizations is formed in the upward direction, and the other One is formed in the downward direction.

또한, 상기 제1 압전세라믹(310)과 상기 제2 압전세라믹(320)의 구획된 영역에서 인접한 영역의 분극은 서로 반대방향으로 형성된다.In addition, polarizations of adjacent regions in the divided regions of the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic 320 are formed in opposite directions.

상기 진동자고정링(330)은 중앙에 관통홈이 마련되며, 일측에 돌출부(331)를 포함하되, 상기 돌출부(331)가 서로 반대 방향을 향하도록 상기 제2 압전세라믹(320)의 상측면 및 하측면에 접하는 2개의 원판 형상으로 형성된다.The vibrator fixing ring 330 is provided with a through hole in the center, and includes a protrusion 331 on one side, the upper side of the second piezoelectric ceramic 320 so that the protrusion 331 faces opposite to each other, and It is formed in the shape of two disks in contact with the lower side.

상기 압전세라믹(300)에 전원이 인가되는 위치 및 교류전원에 따른 변위형상은 도 4 및 도 5를 참고하여 아래에서 상세하게 설명한다.The position where power is applied to the piezoelectric ceramic 300 and the displacement shape according to the AC power will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴에 전원이 인가되는 위치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 교류전원 인가 시 변위형상을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view showing a position where power is applied to a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an AC power supply of the turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the shape of displacement when applied.

도 4를 참고하면, 상기 하부탄성체(210) 상측과 상기 제1 압전세라믹(310) 하측 사이 및 상기 제2 압전세라믹(320) 상측과 상기 상부탄성체(220) 하측 사이에 양(+)의 교류전원을 인가하고, 상기 제1 압전세라믹(310) 상측과 상기 제2 압전세라믹(320) 하측 사이에 음(-)의 교류전원을 인가할 수 있다.4, positive (+) alternating current between the upper side of the lower elastic body 210 and the lower side of the first piezoelectric ceramic 310 and between the upper side of the second piezoelectric ceramic 320 and the lower side of the upper elastic body 220 Power may be applied, and negative AC power may be applied between an upper side of the first piezoelectric ceramic 310 and a lower side of the second piezoelectric ceramic 320.

그 이유는, 상기 하부탄성체(210)와 상기 상부 탄성체(220)가 상기 볼트(400)에 의해 서로 통전되어 있기 때문이다.The reason is that the lower elastic body 210 and the upper elastic body 220 are energized to each other by the bolt 400.

또한, 장기 전원이 인가되는 위치는 변경되지 않으나, 극성이 변경될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.In addition, it is obvious to those skilled in the art that the position where the long-term power is applied is not changed, but the polarity may be changed.

즉, 상기 하부탄성체(210) 상측과 상기 제1 압전세라믹(310) 하측 사이 및 상기 제2 압전세라믹(320) 상측과 상기 상부탄성체(220) 하측 사이에 음(-)의 교류전원이 인가되면, 상기 제1 압전세라믹(310) 상측과 상기 제2 압전세라믹(320) 하측 사이에 양(+)의 교류전원이 인가될 수 있다.That is, when negative AC power is applied between the upper side of the lower elastic body 210 and the lower side of the first piezoelectric ceramic 310 and between the upper side of the second piezoelectric ceramic 320 and the lower side of the upper elastic body 220, , Positive AC power may be applied between the upper side of the first piezoelectric ceramic 310 and the lower side of the second piezoelectric ceramic 320.

따라서, 상기 압전세라믹(300)을 두 개로 적층하고, 상기 두 개의 압전세라믹(300)의 분극 방향을 상기에 기재된 바와 같이 형성하며, 상기 압전세라믹(300)에 인가되는 전원의 위치를 상기에 기재된 바와 같이 배치함으로써, 상기 제1 압전세라믹(310)과 상기 제2 압전세라믹(320)의 휨 진동이 발생될 수 있다. Therefore, the piezoelectric ceramic 300 is stacked in two, the polarization directions of the two piezoelectric ceramics 300 are formed as described above, and the position of the power applied to the piezoelectric ceramic 300 is determined as described above. By arranging as described above, bending vibration of the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic 320 may be generated.

보다 상세하게는, 도 5를 참고하면, 상기 양(+)의 교류전원이 인가된 상기 제1 압전세라믹(310) 및 상기 제2 압전세라믹에서는 X축의 양의 방향으로 휨 진동이 발생하고, 상기 음(-)의 교류전원이 인가된 상기 제1 압전세라믹(310) 및 상기 제2 압전세라믹에서는 X축의 음의 방향으로 휨 진동이 발생될 수 있다.More specifically, referring to FIG. 5, in the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic to which the positive AC power is applied, bending vibration occurs in the positive direction of the X axis, and the In the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic to which negative AC power is applied, bending vibration may occur in the negative direction of the X-axis.

다시 도 1을 참고하면, 상기 상부탄성체(220)는 상기 압전세라믹(300) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 상기 압전세라믹(300)에서 발생한 진동을 감폭시키는 역할을 수행한다. Referring back to FIG. 1, the upper elastic body 220 is provided above the piezoelectric ceramic 300, a through hole is provided in the center thereof, and serves to attenuate the vibration generated by the piezoelectric ceramic 300.

즉, 상기 상부탄성체(220)는 댐퍼와 같은 역할을 수행하여 상측으로 발생하는 불필요한 진동을 감폭시킨다.That is, the upper elastic body 220 attenuates unnecessary vibrations generated upward by performing the same role as a damper.

또한, 상기 상부탄성체(220)는 상기 하부탄성체(210), 압전세라믹(300) 및 상부탄성체(220)를 합산한 길이의 1/3 길이를 갖는다.In addition, the upper elastic body 220 has a length of 1/3 of the total length of the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the upper elastic body 220.

즉, 상기 상부탄성체(220)의 길이는 상기 하부탄성체(210)와 상기 압전세라믹(300)를 합산한 길이의 절반 길이를 갖는다.That is, the length of the upper elastic body 220 is half the length of the sum of the lower elastic body 210 and the piezoelectric ceramic 300.

일예로, 상기 하부탄성체(210)의 길이가 15mm로 형성되어 있고, 상기 압전세라믹(300)의 길이가 20mm로 형성되어 있는 경우, 상기 상부탄성체(220)는 상기 하부탄성체(210)와 압전세라믹(300)의 길이 합의 절반인 17.5mm의 길이로 형성된다.For example, when the length of the lower elastic body 210 is formed to be 15 mm, and the length of the piezoelectric ceramic 300 is formed to be 20 mm, the upper elastic body 220 is the lower elastic body 210 and the piezoelectric ceramic It is formed with a length of 17.5mm, which is half the sum of the lengths of 300.

한편, 상기 볼트(400)는 상기 하부탄성체(210), 상기 압전세라믹(300) 및 상기 상부탄성체(220)에 마련된 관통홈을 관통하여 결합시킬 수 있다.Meanwhile, the bolt 400 may be coupled by passing through a through hole provided in the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the upper elastic body 220.

또한, 상기 볼트(400)는 상기 하부탄성체(210) 및 상기 상부탄성체(220)가 통전되는 매개체 역할을 수행할 수 있다.In addition, the bolt 400 may serve as a medium through which the lower elastic body 210 and the upper elastic body 220 are energized.

도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴의 하우징을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a housing of a turning tool using an ultrasonic vibrator according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 상기 하우징(500)은 상기 하부혼(110), 상기 고정판(120), 상기 하부탄성체(210), 상기 압전세라믹(300) 및 상기 상부탄성체(220)가 결합된 형태로 삽입될 수 있다. Referring to FIG. 6, the housing 500 is in a form in which the lower horn 110, the fixing plate 120, the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the upper elastic body 220 are combined. Can be inserted.

상기와 같은 본 발명의 효과에 따르면, 다수의 압전세라믹을 적층하고 분할하며, 상기 적층된 압전세라믹의 분극 방향을 상이하게 형성함으로써, 하나의 정현파 교류전원을 인가하여도 휨 진동을 발생시킬 수 있는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴이 제공될 수 있다.According to the effects of the present invention as described above, by stacking and dividing a plurality of piezoelectric ceramics and forming different polarization directions of the stacked piezoelectric ceramics, bending vibration can be generated even when one sinusoidal AC power is applied. A turning tool using an ultrasonic vibrator may be provided.

또한, 본 발명의 일실시례에 다른, 진동의 최대변위에 기초하여 side fix 방식의 고정점을 결정함으로써, 2차 공진모드에서 변위의 변화를 최소화 시킬 수 있는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴이 제공될 수 있다In addition, according to one embodiment of the present invention, by determining the fixed point of the side fix method based on the maximum displacement of vibration, a turning tool using an ultrasonic vibrator that can minimize the change in displacement in the secondary resonance mode is provided. Can be

이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although an embodiment of the present invention has been described by a limited embodiment and the drawings, an embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, which is a common knowledge in the field to which the present invention pertains. Anyone who has it can make various modifications and variations from these substrates. Therefore, one embodiment of the present invention should be grasped only by the claims described below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will be said to belong to the scope of the inventive concept.

110 : 하부혼
120 : 고정판 121 : 제1 고정점
122 : 제2 고정점
210 : 하부탄성체
220 : 상부탄성체
300 : 압전세라믹 310 : 제1 압전세라믹
320 : 제2 압전세라믹
330 : 진동자고정링
331 : 돌출부
400 : 볼트
500 : 하우징
110: lower horn
120: fixing plate 121: first fixing point
122: second fixed point
210: lower elastic body
220: upper elastic body
300: piezoelectric ceramic 310: first piezoelectric ceramic
320: second piezoelectric ceramic
330: vibrator fixing ring
331: protrusion
400: volt
500: housing

Claims (4)

깔대기 형상으로 마련되고, 진동을 증폭시키는 하부혼(110);
상기 하부혼(110) 상측에 원판 형상으로 마련되어 외부에 압력에 의해 고정되는 2개의 고정점(121, 122)이 마련되는 고정판(120);
상기 고정판(120)과 결합하는 결합기둥이 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 진동을 확대하여 상기 하부혼(110)에 전달하는 하부탄성체(210);
상기 하부탄성체(210) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 교류전원을 인가 받으면 휨 진동을 발생시키는 다수의 압전세라믹(300);
상기 압전세라믹(300) 상측에 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 진동을 감폭하는 상부탄성체(220);
상기 하부탄성체(210), 압전세라믹(300) 및 상부탄성체(220)에 마련된 관통홈을 관통하여 결합시키는 볼트(400); 및
상기 하부혼(110), 상기 고정판(120), 상기 하부탄성체(210), 상기 압전세라믹(300) 및 상기 상부탄성체(220)가 결합된 형태로 삽입되는 하우징(500);
을 포함하고,
상기 압전세라믹(300)은,
상기 하부탄성체(210) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 상기 구획된 구역에 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성되는 형성되는 제1 압전세라믹(310);
상기 제1 압전세라믹(310) 상측에 마련되고, 기설정된 지름선을 기준으로 2개의 구역으로 구획되며, 상기 구획된 구역에 분극이 하나는 상측 방향으로 형성되고, 다른 하나는 하측 방향으로 형성되는 제2 압전세라믹(320); 및
원판 형상으로 마련되고, 중앙에 관통홈이 마련되며, 일측에 돌출부(331)를 포함하되, 상기 돌출부(331)가 서로 반대 방향을 향하도록 상기 제2 압전세라믹(320)의 상측면 및 하측면에 접하는 2개의 진동자고정링(330);
을 포함하며,
상기 제1 압전세라믹(310)과 상기 제2 압전세라믹(320)의 구획된 영역에서 인접한 영역의 분극은 서로 반대방향으로 형성되는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴.
A lower horn 110 provided in a funnel shape and amplifying vibration;
A fixing plate 120 provided on the upper side of the lower horn 110 in a disk shape and provided with two fixing points 121 and 122 fixed by pressure to the outside;
A lower elastic body 210 is provided with a coupling column coupled to the fixing plate 120, a through hole is provided in the center, and transmits vibration to the lower horn 110 by expanding vibration;
A plurality of piezoelectric ceramics 300 provided on the upper side of the lower elastic body 210, provided with a through hole at the center thereof, and generating bending vibrations when AC power is applied;
An upper elastic body 220 provided on the upper side of the piezoelectric ceramic 300, provided with a through hole in the center, and damping vibration;
A bolt 400 that penetrates and couples through holes provided in the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the upper elastic body 220; And
A housing 500 into which the lower horn 110, the fixing plate 120, the lower elastic body 210, the piezoelectric ceramic 300, and the upper elastic body 220 are inserted in a combined form;
Including,
The piezoelectric ceramic 300,
It is provided on the upper side of the lower elastic body 210 and is divided into two areas based on a preset diameter line, and one polarization is formed in the upper direction and the other is formed in the lower direction in the divided area. A first piezoelectric ceramic 310;
It is provided on the upper side of the first piezoelectric ceramic 310 and is divided into two areas based on a preset diameter line, and one polarization is formed in the upper direction and the other is formed in the lower direction in the divided area. A second piezoelectric ceramic 320; And
It is provided in a disk shape, has a through hole in the center, and includes a protrusion 331 on one side, and the upper and lower surfaces of the second piezoelectric ceramic 320 so that the protrusions 331 face in opposite directions. Two vibrator fixing rings 330 in contact with;
Including,
A lathe machining tool using an ultrasonic vibrator in which polarizations of adjacent regions in the divided regions of the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic 320 are formed in opposite directions.
제1항에 있어서,
상기 고정점(121, 122)은,
상기 하부혼(110)의 하측 끝단의 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 점에서 X축의 양의 방향으로의 연장선과 상기 고정판(120)의 외주선(外周線)이 접하는 제1 고정점(121); 및
상기 하부혼(110)의 하측 끝단의 Y축의 양의 방향 최대변위와 Y축의 음의 방향 최대변위의 중간지점에서 Z축 방향의 연장선과 상기 고정판(120)이 만나는 점에서 X축의 음의 방향으로의 연장선과 상기 고정판(120)의 외주선(外周線)이 접하는 제2 고정점(122);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴.
The method of claim 1,
The fixed points 121 and 122 are,
At the midpoint between the positive maximum displacement of the Y-axis at the lower end of the lower horn 110 and the maximum displacement in the negative direction of the Y-axis, the extension line in the Z-axis direction and the fixing plate 120 meet in the positive direction of the X-axis. A first fixing point 121 where the extension line of and the outer circumferential line of the fixing plate 120 are in contact with each other; And
At the midpoint between the maximum displacement in the positive direction of the Y-axis and the maximum displacement in the negative direction of the Y-axis at the lower end of the lower horn 110, the extension line in the Z-axis direction and the fixing plate 120 meet in the negative direction of the X-axis. Turning tool using an ultrasonic vibrator, characterized in that consisting of; a second fixing point 122 where the extension line of and the outer circumferential line of the fixing plate 120 are in contact with each other.
제1항에 있어서,
상기 압전세라믹(300)은,
상기 하부탄성체(210) 상측과 상기 제1 압전세라믹(310) 하측 사이 및 상기 제2 압전세라믹(320) 상측과 상기 상부탄성체(220) 하측 사이에 양(+)의 교류전원을 인가하고,
상기 제1 압전세라믹(310) 상측과 상기 제2 압전세라믹(320) 하측 사이에 음(-)의 교류전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴.
The method of claim 1,
The piezoelectric ceramic 300,
A positive AC power is applied between the upper side of the lower elastic body 210 and the lower side of the first piezoelectric ceramic 310 and between the upper side of the second piezoelectric ceramic 320 and the lower side of the upper elastic body 220,
A turning tool using an ultrasonic vibrator, characterized in that negative AC power is applied between an upper side of the first piezoelectric ceramic 310 and a lower side of the second piezoelectric ceramic 320.
제3항에 있어서,
상기 양(+)의 교류전원이 인가된 상기 제1 압전세라믹(310) 및 상기 제2 압전세라믹에서는 X축의 양의 방향으로 휨 진동이 발생하고, 상기 음(-)의 교류전원이 인가된 상기 제1 압전세라믹(310) 및 상기 제2 압전세라믹에서는 X축의 음의 방향으로 휨 진동이 발생하는 것을 특징으로 하는 초음파 진동자를 이용한 선반가공 툴.
The method of claim 3,
In the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic to which the positive (+) AC power is applied, bending vibration occurs in the positive direction of the X-axis, and the negative (-) AC power is applied to the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic. Lathe machining tool using an ultrasonic vibrator, characterized in that bending vibrations occur in a negative direction of the X-axis in the first piezoelectric ceramic 310 and the second piezoelectric ceramic.
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