[发明专利]超音波振动加工装置

说明书

本发明涉及一种超音波振动加工装置，应用于一刀具，包含振动构件以及扭转构件，振动构件包含本体，本体包含第一端面、第二端面以及中心轴，并且第一端面及第二端面相对设置于本体的两端，振动构件用以接收电能并根据电能以中心轴的方向产生具有振动频率的振动，扭转构件包含第一表面，第一表面连接振动构件的第二端面，并且第一表面的面积大于第二端面的面积，扭转构件根据振动构件所产生的具有振动频率的振动产生以中心轴为中心的扭转运动，其中，扭转构件连接刀具，并且将振动以及扭转运动传递至刀具。

技术领域

本发明关于一种加工装置，并且特别地，关于一种可提升刀具的切削效率的超音波振动加工装置。

背景技术

在机械加工领域中，超音波振动加工系为常见的加工方法之一。超音波振动加工系结合超音波振动与传统机械加工的加工方式。此加工方法是将高频超音波振动加载至刀具或是加工工件上，并且利用超音波振动的能量进行加工。相较于其他的机械加工方法，超音波振动加工具有低切削力、刀具磨损低、低切削温度等优点。此外，由于超音波振动加工系利用刀具藉由垂直撞击及磨蚀等方式将工件粉碎成微粒，因此，此方法也适用于各种硬脆材料的加工，进而广泛地应用于许多产业。

一般的超音波加工设备的刀具或工件仅为单一方向振动，也就是说，刀具仅以垂直撞击的方式加工工件以进行切削。然而，由于刀具和工件之间仅为点对点的加工方式，工件表面较不平整，进而降低加工精度。因此，若刀具能够同时垂直撞击以及研磨工件，则可提高工件的品质并提高加工效率。

在现有的技术中，虽然超音波加工设备可利用刀具座的特殊结构设计(如螺旋结构)以使刀具在以单一方向垂直撞击工件以外，也可产生扭转运动以研磨工件，但是，刀具座的结构设计甚为复杂并且难以制造，着实提高成本。此外，超音波加工设备加工工件的过程中，有可能因工件形状、材料不同等因素而需更换刀具，又因刀具的尺寸与重量不同，因此，超音波加工设备需另外找出刀具包含直线及扭转运动的振动频率，或是更换符合刀具的刀具座以维持整体的重量，进而使刀具在相同的振动频率下仍包含直线及扭转的运动，不仅降低加工效率并且提高成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超音波振动加工装置，其结构简单，操作维护方便，能有效解决先前技术的问题，还可节省加工时间，提高效率并降低成本。

为实现上述目的，本发明公开了一种超音波振动加工装置，应用于一刀具，其特征在于该超音波振动加工装置包含：

一振动构件，包含一本体，该本体包含一第一端面、一第二端面以及一中心轴，并且该第一端面以及该第二端面相对设置于该本体的两端，该振动构件用以接收一电能并且根据该电能以该中心轴的方向产生具有一振动频率的一振动；以及

一扭转构件，包含一第一表面，该第一表面连接该振动构件的第二端面，并且该第一表面的面积大于第二端面的面积，该扭转构件根据振动构件产生的具有振动频率的振动来产生以该中心轴为中心的一扭转运动；

其中，该扭转构件连接该刀具，并且将该振动以及该扭转运动传递至该刀具。

其中，该扭转构件包含一第一凹槽结构，该第一凹槽结构设置于该第一表面上并且环设于该振动构件。

其中，该第一凹槽结构的形状为圆弧形。

其中，该振动构件为一压电构件。

其中，进一步包含一固定构件，该固定构件连接该振动构件的该第一端面，以使该振动构件以及该扭转构件固定于一工作机台上。

其中，进一步包含一预紧螺丝，以固定该固定构件、该振动构件以及该扭转构件。

其中，该扭转构件包含一第二表面以及一安装孔，该第二表面相对于该第一表面，该安装孔设置于该第二表面上且用以固定该刀具。