[发明专利]一种超声刀柄

说明书

本发明公开了一种超声刀柄，包括：拉钉；刀柄，刀柄的前端与拉钉可拆卸连接，法兰盘，采用对称设计并与刀柄末端固连；超声铣削装置，包括第一压电陶瓷组件、第二压电陶瓷组件、第三压电陶瓷组件、第四压电陶瓷组件、变幅杆和夹头；第一压电陶瓷组件与第二压电陶瓷组件关于法兰盘对称；变幅杆包括圆柱段和圆锥段，圆柱段的一端支撑第三压电陶瓷组件和第四压电陶瓷组件；圆柱段的另一端与圆锥段的底端固连，圆柱段的表面均匀设置了一圈螺旋槽。由于采用对称设计的法兰盘，且在变幅杆的圆柱段上设置一圈螺旋槽，可同时输出纵向及扭转的二维超声振动，且纵扭节点在法兰盘位置重合，提高了超声铣削装置的激振频率和超声波的传输效率。

技术领域

本发明属于铣削加工技术领域，尤其涉及一种超声刀柄。

背景技术

随着现代科技和工业对材料要求的不断提高，尤其是在航空航天、化工、军事、机械、电子电器以及精密制造领域，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能。但是这些材料往往具有高强度、高硬度、高脆性以及各向异性的等加工难点，使得传统的铣削工艺难以实现高效、高质量的铣削加工。

而超声振动切削加工相比传统机械加工，不仅能够降低切削力和切削热效应，还能大幅度降低已加工工件表面粗糙度，提高加工精度，延长刀具使用寿命。

但是随着超声加工技术研究的深入及超声装备的发展，单纯的一维超声辅助加工已不能满足日益复杂的材料加工要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声刀柄，可同时输出纵向及扭转的二维超声振动，提高加工效率和加工质量。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种超声刀柄，包括：

拉钉；

刀柄，所述刀柄的前端与所述拉钉可拆卸连接，所述刀柄的末端设有空腔，所述空腔的开口处设有一圈直径小于所述刀柄末端的外径的凹陷部；

法兰盘，包括第一螺柱、第二螺柱、第一圆筒、第二圆筒和圆盘；所述第一螺柱固设于所述圆盘的上表面的中央，所述第一圆筒套设于所述第一螺柱外并与所述圆盘的上表面固连，所述第二螺柱、所述第二圆筒均与所述圆盘的下表面固连，且所述第二螺柱与所述第一螺柱对称，所述第二圆筒与所述第一圆筒对称；所述第一螺柱与所述第一圆筒之间形成第一凹槽，所述第二螺柱与所述第二圆筒之间形成第二凹槽；所述圆盘与所述凹陷部匹配并与所述凹陷部固连，所述第一螺柱和所述第一凹槽置于所述空腔内；

超声铣削装置，包括第一压电陶瓷组件、第二压电陶瓷组件、第三压电陶瓷组件、第四压电陶瓷组件、变幅杆和夹头；所述第一压电陶瓷组件、所述第二压电陶瓷组件分设于所述第一凹槽内，所述第三压电陶瓷组件、所述第四压电陶瓷组件分设于所述第二凹槽内；

所述第一压电陶瓷组件与所述第二压电陶瓷组件关于所述第一螺柱对称，所述第三压电陶瓷组件与所述第四压电陶瓷组件关于所述第二螺柱对称；

所述变幅杆包括圆柱段和圆锥段，所述圆柱段的一端内嵌于所述第二凹槽内，支撑所述第三压电陶瓷组件和所述第四压电陶瓷组件；所述圆柱段的另一端与所述圆锥段的底端固连，所述圆锥段的另一端与所述夹头固连；

所述圆柱段的表面均匀设置了一圈螺旋槽。

根据本发明一实施例，所述第一压电陶瓷组件、第二压电陶瓷组件、第三压电陶瓷组件和第四压电陶瓷组件均包括第一绝缘片、第一压电陶瓷片、电极片、第二压电陶瓷片和第二绝缘片；所述电极片设于所述第一压电陶瓷片与所述第二压电陶瓷片之间，所述第一压电陶瓷片外设有所述第一绝缘片，所述第二压电陶瓷片外设有所述第二绝缘片。

根据本发明一实施例，所述变幅杆的圆柱段的表面均匀设置7个与所述变幅杆的主轴成45°的螺旋槽；所述螺旋槽围成一圈。

根据本发明一实施例，所述螺旋槽的长度为15mm，宽度为1mm，深度为5mm。