TWM502529U - 具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置 - Google Patents

Description

具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置

本創作尤指其提供一種利用導電片接觸導通正極導電軸承之內、外套環，即可確保正極導電軸承電性連接的穩定性，以防止發生瞬間斷路的情況，而可穩定進行高頻振動切削作業及提升使用壽命之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置。

按，高頻振動刀把主要係利用高頻的電場極性變化頻率，使壓電材料因反轉壓電效應而產生高頻的振動，進而使加工刀具可作超越音波頻率的高頻振動切削作業，即可有效降低傳統切削方式中加工刀具與切屑間的的磨擦係數，而明顯改善切屑與加工刀具之切削面間因高溫、高壓所造成的不良效果，進而提供防止顫紋、降低切削阻力、降低加工應變、有效改善排屑及有效改善加工表面等切削作業效果。

請參閱第1、2圖所示，其係習知之高頻振動刀把裝置，其刀把本體10之第一端係供插套於加工主軸上，第二端則連結固定一擴張桿11，該擴張桿11之第一端裝設有複數個以相同的極性端相鄰疊接排列之壓電片111，並於各壓電片111之相同的正極端間設有正極部112，相同的負極端間則設有負極部113，由於該刀把本體10係帶動該擴張桿11高速旋轉，為了使該擴張桿11之正極部112及負極部113可於高速旋轉下導通至外部，並電性連接控制器，其係於該刀把本體10之外環側以二軸承201、202架設一固定座20，並於該固定座20上固設有具正極接件211及負極接件212之插頭21，以供插接於機台上，而於該刀把本體10係帶動該擴張桿11高速旋轉時，使該 固定座20呈不轉動的狀態，另於該刀把本體10與該固定座20間設有正極導電軸承22，該正極導電軸承22具有內套環221、外套環222及裝設於該內套環221與外套環222間之複數個滾珠223，並於該正極導電軸承22之內套環221與刀把本體10間設有內絕緣套23，該正極導電軸承22之外套環222與固定座20間則設有外絕緣套24，另於該擴張桿11之各壓電片111的正極部112與該正極導電軸承22之內套環221間電性連接有第一導線25，該正極導電軸承22之外套環222與該插頭21之正極接件211則電性連接有第二導線26，而使各壓電片111的正極部112可經由第一導線25導通至該正極導電軸承22之內套環221，再經由該正極導電軸承22之滾珠223及外套環222導通至第二導線26，進而以第二導線26導通至外部插頭21之正極接件211，至於各壓電片111的負極部113則可經由該擴張桿11及刀把本體10導通至外部插頭21之負極接件212，進而以該插頭21之正極接件211及負極接件212插接於機台上，並電性連接至一控制器，即可使該擴張桿11及加工刀具高頻振動，以進行高頻振動的切削作業；惟，該擴張桿11之各壓電片111的正極部112係經由第一導線25、正極導電軸承22之內套環221、滾珠223、外套環222及第二導線26導通至外部插頭21之正極接件211，由於該正極導電軸承22之內、外套環221、222與滾珠223間係具有適當的間隙，以使內套環221及滾珠223可平順的轉動，因此，當該正極導電軸承22之內套環221及滾珠223隨著刀把本體10高速旋轉時，其所產生的離心力或切削加工時所產生之跳動極易使滾珠223與內套環221脫離接觸，而發生瞬間斷路的情況，使得擴張桿11及加工刀具無法穩定的高頻振動，而影響 高頻振動的切削作業效果，且當連續地發生瞬間斷路/導通的情況時，極易於該正極導電軸承22之內、外套環221、222與滾珠223產生火花放電的現象，而於該內、外套環221、222或滾珠223造成電蝕而損傷，更會使內、外套環221、222與滾珠223間的潤滑油碳化，而喪失潤滑的效果，進而影響該正極導電軸承22的使用壽命。

有鑑於此，本創作人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，並藉以大幅改善習式之缺弊，此即為本創作之設計宗旨。

本創作之目的一，係提供一種具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其係於刀把本體連結固定一擴張桿，該擴張桿之第一端係裝設有複數個具正極部及負極部之壓電片，另於該刀把本體之外環側架設一固定座，該刀把本體與該固定座間並絕緣設有正極導電軸承，該正極導電軸承係設有與該擴張桿之正極部電性連接之內套環、電性連接至外部之外套環及裝設於該內套環與該外套環間之滾珠，另於該正極導電軸承之內套環及外套環一端設有導電片，並於該導電片與該固定座間設有絕緣片，以供推抵該導電片，使該導電片接觸導通該正極導電軸承之內套環及外套環；藉此，利用導電片接觸導通正極導電軸承之內、外套環，即可確保正極導電軸承電性連接的穩定性，以防止發生瞬間斷路的情況，而達到穩定進行高頻振動切削作業之實用目的。

本創作之目的二，係提供一種具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其係利用導電片接觸導通正極導電軸承之內、外套環，即可確保正極導電軸承電性連接的穩定性，以防止發生瞬間斷 路的情況，而可避免產生火花放電的現象，而達到提升使用壽命之實用目的。

習知部分：

10‧‧‧刀把本體

11‧‧‧擴張桿

111‧‧‧壓電片

112‧‧‧正極部

113‧‧‧負極部

20‧‧‧固定座

201‧‧‧軸承

202‧‧‧軸承

21‧‧‧插頭

211‧‧‧正極接件

212‧‧‧負極接件

22‧‧‧正極導電軸承

221‧‧‧內套環

222‧‧‧外套環

223‧‧‧滾珠

23‧‧‧內絕緣套

24‧‧‧外絕緣套

25‧‧‧第一導線

26‧‧‧第二導線

本創作部份：

30‧‧‧刀把本體

301‧‧‧插置部

302‧‧‧容槽

303‧‧‧鎖固件

40‧‧‧擴張桿

41‧‧‧壓電片

42‧‧‧正極部

43‧‧‧負極部

44‧‧‧螺栓

45‧‧‧螺帽

50‧‧‧固定座

501‧‧‧軸承

502‧‧‧軸承

51‧‧‧插頭

511‧‧‧正極接件

512‧‧‧負極接件

60‧‧‧正極導電軸承

601‧‧‧內套環

602‧‧‧外套環

603‧‧‧滾珠

61‧‧‧內絕緣套

62‧‧‧外絕緣套

63‧‧‧第一導線

64‧‧‧第二導線

65‧‧‧導電片

66‧‧‧絕緣片

70‧‧‧加工刀具

第1圖：習知高頻振動刀把裝置之結構示意圖。

第2圖：係第2圖A部份之放大示意圖。

第3圖：本創作之結構示意圖。

第4圖：係第3圖B部份之放大示意圖。

第5圖：本創作之使用示意圖。

第6圖：係第5圖C部份之放大示意圖。

請參閱第3、4圖所示，本創作之高頻振動刀把裝置係於刀把本體30之第一端係設有呈圓錐狀之插置部301，以供插套於加工主軸上，第二端則連結固定有擴張桿40；於本實施例中，該刀把本體30之第二端係設有容槽302，以供置入該擴張桿40之第一端，並於該容槽302端部以一鎖固件303鎖入抵頂該擴張桿40，使該擴張桿40連結固定於該刀把本體30之第二端；該擴張桿40之第一端係裝設有複數個呈環狀之壓電片41，該複數個壓電片41並以相同的極性端相鄰疊接排列；於本實施例中，該擴張桿40之第一端係設有四個壓電片41，該四個壓電片41以”負正-正負-負正-正負”相同的極性端相鄰疊接排列，並於各壓電片41之相同的正極端間設有正極部42，相同的負極端間則設有負極部43，再以螺栓44壓掣鎖固於擴張桿40的第一端；另該擴張桿40之第二端則供裝設加工刀具，並以一螺帽45壓掣鎖固加工刀具；另於該刀把本體30之外環側以二軸承501、502架設一呈中空狀之固定座50，並於外部固設有具正極 接件511及負極接件512之插頭51，以供插接於機台上，而於該刀把本體30係帶動該擴張桿40高速旋轉時，使該固定座50呈不轉動的狀態；一正極導電軸承60係絕緣設於該刀把本體30與該固定座50間，該正極導電軸承60係設有與該擴張桿40之正極部42電性連接之內套環601、電性連接至外部之外套環602及複數個裝設於該內套環601與該外套環602間之滾珠603；於本實施例中，該正極導電軸承60之內套環601與該刀把本體30間係設有內絕緣套61，以使該正極導電軸承60之內套環601與該刀把本體30絕緣，該正極導電軸承60之外套環602與該固定座50間則設有外絕緣套62，以使該正極導電軸承60之外套環602與該固定座50絕緣，該正極導電軸承60之內套環601並以穿伸該內絕緣套61之第一導線63電性連接該擴張桿40之正極部42，該正極導電軸承60之外套環602則以穿伸出該外絕緣套62之第二導線64電性連接該固定座50外部插頭51之正極接件511，而使該擴張桿40之正極部42可經由該第一導線63、正極導電軸承60及第二導線64導通至該固定座50外部插頭51之正極接件511，至於該擴張桿40之負極部43則可經由擴張桿40、刀把本體30及固定座50導通至外部插頭51之負極接件512，而可以插頭51插接於機台上，並電性連接至一控制器；另為了確保該正極導電軸承60電性連接的穩定性，其係於該正極導電軸承60之內套環601及外套環602一端設有一呈環狀之導電片65，並於該導電片65與該固定座50間設有一呈環狀之絕緣片66，該絕緣片66除了使該導電片65與該固定座50絕緣外，並推抵該導電片65，而使該導電片65接觸導通該正極導電軸承60之內套環601及外套環602；於本實施例中，該絕緣片66係具有彈性，而可推抵該 導電片65保持接觸該正極導電軸承60之內套環601及外套環602的端面，另該絕緣片66亦具有耐熱性，而可防止該導電片65與該正極導電軸承60之內套環601接觸摩擦所生的高熱造成該絕緣片66變形或損壞等不良影響。

請參閱第5、6圖所示，本創作之高頻振動刀把裝置 於進行加工作業時，其係先於該擴張桿40之第二端裝設加工刀具70，再將該刀把本體30之插置部301插套於加工主軸，並使該固定座50外部插頭51之正極接件511及負極接件512插接於機台上，以電性連接至控制器，而可由加工主軸驅動該刀把本體30帶動該擴張桿40及加工刀具70高速旋轉，並驅動該擴張桿40及加工刀具70高頻振動，以進行高頻振動的切削作業；當驅動該擴張桿40及加工刀具70高頻振動時，該擴張桿40之各壓電片41的負極部43係經由擴張桿40、刀把本體30及固定座50導通至外部插頭51之負極接件512，該擴張桿40之各壓電片41的正極部42則經由該第一導線63導通至正極導電軸承60之內套環601，再經由該導電片65及滾珠603導通至外套環602，而由該第二導線64導通至該固定座50外部插頭51之正極接件511，因此，當該正極導電軸承60之內套環601與滾珠603即便受離心力或切削加工跳動影響而脫離接觸時，由於該正極導電軸承60之內套環601與外套環602係以該導電片65電性連接，且該導電片65又受到該絕緣片66推抵而保持接觸該正極導電軸承60之內套環601及外套環602的端面，而可利用該導電片65保持導通，以確保該正極導電軸承60電性連接的穩定性，而可防止發生瞬間斷路的情況，並避免產生火花放電的現象，進而達到穩定進行高頻振動切削作業及提升使用壽命之實用效益。

據此，本創作實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符新型專利申請要件，爰依法提出申請。

30‧‧‧刀把本體

40‧‧‧擴張桿

41‧‧‧壓電片

42‧‧‧正極部

43‧‧‧負極部

50‧‧‧固定座

501‧‧‧軸承

502‧‧‧軸承

60‧‧‧正極導電軸承

601‧‧‧內套環

602‧‧‧外套環

603‧‧‧滾珠

61‧‧‧內絕緣套

62‧‧‧外絕緣套

63‧‧‧第一導線

64‧‧‧第二導線

65‧‧‧導電片

66‧‧‧絕緣片

Claims (10)

1. 一種具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其係包含有：刀把本體；擴張桿：係連結固定於該刀把本體上，該擴張桿之第一端係裝設有複數個壓電片，該各壓電片並設有正極部及負極部；司定座：係架設於該刀把本體之外環側，並使該擴張桿之負極部經由該擴張桿及該刀把本體，而導通至該固定座；正極導電軸承：係絕緣設於該刀把本體與該固定座間，該正極導電軸承係設有與該擴張桿之正極部電性連接之內套環、電性連接至外部之外套環及裝設於該內套環與該外套環間之滾珠；導電片：係設於該正極導電軸承之內套環及外套環一端，以接觸導通該正極導電軸承之內套環及外套環；絕緣片：係設於該固定座與該導電片間，使該導電片與該固定座絕緣。
2. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該刀把本體之第一端係設有呈圓錐狀之插置部，以供插套於加工主軸上。
3. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該刀把本體之第二端係設有有容槽，以供置入該擴張桿之第一端，並於該容槽端部以一鎖固件鎖入抵頂該擴張桿。
4. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該擴張桿之第一端的複數個壓電片係以相同的極性端相鄰疊接排列，並以螺栓壓掣鎖固於擴張桿的第一端。
5. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該擴張桿之第二端係供裝設加工刀具，並以一螺帽壓掣鎖固該加工刀具。
6. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該固定座係以軸承架設於該刀把本體之外環側。
7. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該固定座係於外部固設有具正極接件及負極接件之插頭，以供插接於機台上。
8. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該正極導電軸承之內套環與該刀把本體間係設有內絕緣套，該正極導電軸承之外套環與該固定座間則設有外絕緣套。
9. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該正極導電軸承之內套環係以一第一導線電性連接該擴張桿之正極部，該正極導電軸承之外套環則以第二導線電性連接該固定座外部。
10. 依申請專利範圍第1項所述之具電性傳導結構之高頻振動刀把裝置，其中，該絕緣片係具有彈性及耐熱性。