TWI598179B - 超音波輔助加工機及其介面傳動裝置 - Google Patents

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TWI598179B TW104107102A TW104107102A TWI598179B TW I598179 B TWI598179 B TW I598179B TW 104107102 A TW104107102 A TW 104107102A TW 104107102 A TW104107102 A TW 104107102A TW I598179 B TWI598179 B TW I598179B
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丁鏞
林烜鵬
張鎧兆
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中原大學
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Description

超音波輔助加工機及其介面傳動裝置
本發明係關於一種介面傳動裝置，尤其是一種用於超音波輔助加工機的介面傳動裝置。
一般的超音波輔助加工機皆是以壓電材質的特性以進行高頻率的振動，其中壓電材質需要電力的傳導，因此必然會牽涉到導電的設計。基本上，導電方式多以電刷或者是導線來將電力傳輸至壓電材質上，譬如CN 102989653A之超音波輔助加工機，其是藉由電刷以及導電環接觸的方式導電，但必定遇到電刷與導電處的旋轉磨耗問題；又譬如美國案US 20110155407A1之超音波輔助加工機，其內部為多組齒輪以及導線結構，此種導電方式在旋轉加工過程中可能造成導線與加工機內部元件纏繞而造成危險。 因此，為解決上述問題，對於超音波輔助加工機須旋轉同時振動的構造設計有改進之必要。
本發明之主要目的係在提供一種用於超音波輔助加工機的介面傳動裝置。
本發明之另一主要目的係在提供一種超音波輔助加工機。
為達成上述之主要目的，本發明之介面傳動裝置，包括：一固定環，其用以與該壓電振動裝置連接；複數旋轉承載體；以及一旋轉環，其連接該刀具，其中該複數旋轉承載體設於該旋轉環與該固定環之間。
根據本發明之一實施例，其中該固定環之內徑以及該旋轉環的內徑實質上相同。
根據本發明之一實施例，其中該複數旋轉承載體為複數滾珠。
為達成另一目的，本發明之超音波輔助加工機包括一刀具、一振動裝置以及一介面傳動裝置，其中該介面傳動裝置包括：一固定環，其用以與該振動裝置連接；複數旋轉承載體；以及一旋轉環，其連接該刀具，其中該複數旋轉承載體設於該旋轉環與該固定環之間。
根據本發明之一實施例，其中該固定環之內徑以及該旋轉環的內徑實質上相同。
根據本發明之一實施例，其中該振動裝置為一壓電振動裝置。
根據本發明之一實施例，其中該複數旋轉承載體為複數滾珠。
1‧‧‧超音波輔助加工機
10‧‧‧振動裝置
11‧‧‧放大機構
12‧‧‧壓電片
13‧‧‧鎖固螺帽
20‧‧‧介面傳動裝置
21‧‧‧固定環
22‧‧‧旋轉承載體
23‧‧‧旋轉環
30‧‧‧刀具
40‧‧‧下套筒
41‧‧‧配壓裝置
42‧‧‧防偏心軸承
43‧‧‧旋轉墊片
50‧‧‧上套筒
60‧‧‧內鎖機構
90‧‧‧加工機旋轉刀具座
圖1係本發明之超音波輔助加工機剖視圖。
圖2係本發明之立體爆炸圖，其顯示一振動裝置、一介面傳動裝置、一刀具。
圖3係本發明介面傳動裝置之立體爆炸圖。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
請一併參考本發明圖1及圖2，本發明之超音波輔助加工機1，主要包括一振動裝置10、一介面傳動裝置20、一刀具30，刀具30的末端是用以與加工機旋轉刀具座90鎖固，藉此進行旋 轉加工。其中刀具座及其刀具之卡固方式為習知技術，在此不再贅述。振動裝置10、介面傳動裝置20、刀具30與其他周邊元件的關係會在下列詳述。
振動裝置10如同一般超音波振動裝置，內含放大機構11、壓電片12、鎖固螺帽13，是以一內鎖機構60將上述元件鎖固在一起，根據本實施例，其內鎖機構60為一具螺紋之套筒。振動裝置10在最佳實施例中是倚賴複數個壓電片12以進行超音波振動，但其振動方式並不在此限。由於利用壓電特性以振動的超音波振動裝置結構非本案重點，故不再贅述。
與振動裝置10、介面傳動裝置20、刀具30有連接關係的其他元件構造包括下套筒40、上套筒50，套筒之目的在於保護內部的零件以避免超音波輔助加工機1在加工時的加工冷卻液潑濺。上套筒50與加工機(或者加工機旋轉刀具座90)鎖固，並與下套筒40以螺紋鎖固。下套筒40內部包含配壓裝置41、防偏心軸承42、旋轉墊片43，配壓裝置41是利用彈力增加刀具鎖固於加工機時的穩固性；旋轉墊片43基本上與刀具30彼此鎖固，亦可以是和刀具30為一體，並由防偏心軸承42與旋轉墊片43接觸，以增加刀具30旋轉時的穩定性。以墊片接觸防偏心軸承42而不是以刀具30接觸的另一個原因，是為了在旋轉加工時不讓刀具本體直接接觸而造成磨耗。
如圖3所示，介面傳動裝置20包括固定環21、旋轉承載體22、旋轉環23，其中固定環21是用以與放大機構11相連接， 可以螺絲鎖固(圖未示)的方式連接，或者其他適合卡固的連接方式；旋轉承載體22介於旋轉環23以及固定環21之間，以特殊元件固定各個承載體22的位置(如圖中具有孔洞的片體)；旋轉環23則安裝於墊片上，和墊片及刀具一起隨著加工機旋轉刀具座90旋轉；而振動裝置10以及上述之套筒元件皆呈非旋轉的固定狀態。固定環21以及旋轉環23基本上為相同大小以容納旋轉承載體22，故兩者之內徑亦相同，但不在此限，可依與連接的狀況來決定尺寸。根據本實施例，旋轉承載體22為複數滾珠。需注意的是，雖介面傳動裝置20實際上為一般常見之滾珠軸承，唯利用滾珠軸承傳遞超音波輔助加工機1之旋轉以及振動裝置10之振動的想法，非屬一般超音波輔助加工機所用之結構，藉此設計，介面傳動裝置可將縱向產生之位移有效傳遞至超音波輔助加工之旋轉機具，可不需再考慮傳輸導線在旋轉過程中可能會有的纏繞問題，或者壓電片需要與電刷接觸而造成磨耗的問題。
上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如 此不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。
1‧‧‧超音波輔助加工機
10‧‧‧振動裝置
11‧‧‧放大機構
12‧‧‧壓電片
13‧‧‧鎖固螺帽
20‧‧‧介面傳動裝置
21‧‧‧固定環
22‧‧‧旋轉承載體
23‧‧‧旋轉環
30‧‧‧刀具
40‧‧‧下套筒
41‧‧‧配壓裝置
42‧‧‧防偏心軸承
43‧‧‧旋轉墊片
50‧‧‧上套筒
60‧‧‧內鎖機構
90‧‧‧加工機旋轉刀具座

Claims (7)

  1. 一種介面傳動裝置，其可裝置於一超音波輔助加工機，其中該超音波輔助加工機包括一刀具及一壓電振動裝置，該介面傳動裝置包括： 一固定環，其用以與該壓電振動裝置連接； 複數旋轉承載體；以及 一旋轉環，其連接該刀具，其中該複數旋轉承載體設於該旋轉環與該固定環之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之介面傳動裝置，其中該固定環之內徑以及該旋轉環的內徑實質上相同。
  3. 如申請專利範圍第1項至第2項任一項所述之介面傳動裝置，其中該複數旋轉承載體為複數滾珠。
  4. 一種超音波輔助加工機，其包括一刀具、一振動裝置以及一介面傳動裝置，其中該介面傳動裝置包括： 一固定環，其用以與該振動裝置連接； 複數旋轉承載體；以及 一旋轉環，其連接該刀具，其中該複數旋轉承載體設於該旋轉環與該固定環之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之超音波輔助加工機，其中該固定環之內徑以及該旋轉環的內徑實質上相同。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之超音波輔助加工機，其中該振動裝置為一壓電振動裝置。
  7. 如申請專利範圍第4項至第6項任一項所述之超音波輔助加工機，其中該複數旋轉承載體為複數滾珠。
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FR2920105B1 (fr) * 2007-08-21 2010-02-05 Saipem Sa Procede de traitement de soudures de conduite en acier comprenant le martelage des soudures a l'interieur de la conduite
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TW201121707A (en) * 2009-12-31 2011-07-01 Metal Ind Res & Dev Ct Modularized ultrasonic vibration machining device.

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