[发明专利]一种超声刀具

说明书

本发明公开了一种超声刀具，包括刀具连接座和直柄刀具，所述直柄刀具包括刀柄和刀头，所述刀具连接座的一端为刀具夹持部，另一端为与超声变幅杆连接的连接部，所述刀具夹持部的端部设有与刀柄配合的夹持孔，所述夹持孔与刀柄过盈配合，所述刀具夹持部的侧面设有使夹持孔与外部连通的散热通孔。本发明解决了现有超声刀具可更换性不好的问题，降低了超声刀具制造和超声加工的成本；同时，通过设置散热孔和散热扇叶，能有效对连接处进行散热；结构简单实用，能够满足用户利用超声辅助加工技术加工材料的实际需求。

技术领域

本发明涉及一种机械加工刀具，具体涉及一种超声刀具。

背景技术

超声辅助加工技术作为一种重要的先进复合加工技术，目前应用在航空航天、光学、精密机械和医疗等领域。

超声辅助加工是在传统机械加工中加工工具与工件相对运动的基础上，在加工工具或工件上施加以超声振动辅助，以获得更好加工性能的加工方法。

超声加工与普通加工最大的区别在于加工过程中超声刀具上存在每秒钟数万次的轴向高频振动。由于超声振动的引入，改变了刀具切削刃对被切削材料的作用方式，从而改变了材料去除机理，降低了刀具与工件之间的摩擦力，减小了刀具与工件的作用时间，增强了刀具对工件的切削去除作用，从而有效提高了材料去除率，减小了切削力，提高了加工精度和质量。

超声刀具是用于超声辅助加工中的刀具。和普通刀具不同的是，超声加工中刀具沿轴向高频振动。为了有效传递振动并且不被振断，对制作超声刀具的材料和超声刀具的结构有严格的要求。这些要求导致现有的超声刀具存在制造周期长，加工难度大，刀刃需要二次刃磨，价格昂贵，可更换性不好等许多问题。造成这种情况的原因是超声刀具为刀具连接座和刀具一体设置，一般需要根据特定的加工需求进行定制，且刀刃难以加工，精度难以保证。且在使用超声切割刀具时，还存在刀具磨损快、易出现疲劳断裂等现象。作为一种易耗件，频繁的更换刀具使得用户的使用成本不断提高。另外，在超声刀具使用过程中，一方面，由于材料内部存在阻尼，超声波在传递的过程中会有能量损耗。另一方面，超声波在刀具连接座和直柄圆片刀连接处传递的时候也会有能量损耗。这些能量损耗会有一部分转化为热能，尤其在大功率超声能量传递时，发热问题显得尤为突出。为了解决刀具发热问题，一般可采用喷淋冷却液进行冷却，但是超声切割多用于弱刚度材料如蜂窝、皮革、食品等的加工，由于工件材料的特殊性和加工现场的特殊要求，加工过程中一般不允许喷淋冷却液进行冷却。

发明内容

本发明针对以上问题，研究设计了一种超声刀具。本发明采用的技术手段如下：

一种超声刀具，包括刀具连接座和直柄刀具，所述直柄刀具包括刀柄和刀头，所述刀具连接座的一端为刀具夹持部，另一端为与超声变幅杆连接的连接部，所述刀具夹持部的端部设有与刀柄配合的夹持孔，所述夹持孔与刀柄过盈配合，所述刀具夹持部的侧面设有使夹持孔与外部连通的散热通孔。

进一步地，所述刀具夹持部的侧面设有周向均布的两个以上的散热通孔。

进一步地，所述散热通孔为长边平行于刀具连接座中心轴的矩形或长轴平行于刀具连接座中心轴的椭圆形。

进一步地，所述连接部为螺纹连接部，所述连接部与刀具夹持部之间设有六角形的预紧部。

进一步地，所述刀具夹持部上设有均布周向的散热扇叶。

进一步地，所述散热扇叶设置在散热通孔的远离直柄刀具的一侧，所述散热扇叶的两个侧边均垂直于刀具夹持部的中心轴。

与现有技术比较，本发明所述的一种超声刀具为分体设置，解决了现有超声刀具可更换性不好的问题，降低了超声刀具制造和超声加工的成本；同时，通过设置散热孔和散热扇叶，能有效对连接处进行散热；结构简单实用，能够满足用户利用超声加工技术加工材料的实际需求。

附图说明