[发明专利]超音波刀把及超音波刀把冷却与切屑导流系统

说明书

本发明公开一种超音波刀把及超音波刀把冷却与切屑导流系统，超音波刀把包含：刀座，设置于工具机主轴，刀座底部具有环形出气通道，环形出气通道由内环与外环构成，外环套设于内环外，内环具有第一面与第二面，外环具有第三面与第四面，第一面与第三面相互平行且具有间隙，第二面底部具有内侧斜面，内侧斜面与第一面间具有第一夹角，第四面底部具有外侧斜面，外侧斜面与第三面间具有第二夹角；以及超音波振荡子，设置于刀座内，以提供超音波振荡作用于刀具上。

技术领域

本发明涉及工具机技术领域，尤其是涉及一种超音波刀把及超音波刀把冷却与切屑导流系统。

背景技术

基于优异的复合材料和硬脆材料加工性能，催生了超音波加工需求。

例如，玻璃纤维强化聚合物(GFRP)是结构核心材料(适用于航空、风能、船舶、运输、建筑等技术产业)市场的大宗，由于GFRP具有优异的材料特性，减轻了整体重量又具有相当的经济特性，因此广泛使用于航空及汽车产业。

复合材料加工采用超音波刀把配合超音波振荡子，然而目前遭遇问题是，考虑材料污染问题，复合材料加工过程无法使用液态切削液。少了液态切削液冷却，超音波振荡子自身所产生的热与切削热累积无法散去，导致加工精度降低并造成超音波频率飘移。此外，复合材料加工产生细微粉尘，不仅影响人员健康，且会缩短机台寿命。

现有的解决方法是，以冷却水或冷压气体，经导管或壳体传递至超音波振荡子热源处，对超音波振荡子进行冷却后，将热源直接排出超音波刀把外部。至于细微粉尘则是利用高压气体形成气墙防止切屑喷飞。但是上述现有方法不仅冷却及排屑的效果不彰，超音波振荡子及刀具无法有效散热、粉尘收集效率不佳，而且会增加整体机台体积，造成机台结构复杂。

据此，如何发展出一种对超音波刀把能有效冷却及排屑，且结构简单的「超音波刀把及超音波刀把冷却与切屑导流系统」，是相关技术领域人士亟待解决的课题。

发明内容

在一实施例中，本发明提出一种超音波刀把，其包含：

刀座，设置于工具机主轴，刀座的底部具有环形出气通道，环形出气通道由内环与外环构成，外环套设于内环外，内环具有相对的第一面与第二面，外环具有相对的第三面与第四面，第一面与第三面相互平行且具有一间隙，间隙的上下两端分别为一进气端与一出气端，第二面的底部具有一内侧斜面，内侧斜面与第一面之间具有第一夹角，第四面的底部具有外侧斜面，外侧斜面与第三面之间具有第二夹角；以及

超音波振荡子，设置于刀座的腔室内，提供超音波振荡作用于一刀具，腔室与间隙形成通路。

在一实施例中，本发明提出一种具有本发明所提供的超音波刀把的超音波刀把冷却与切屑导流系统，其包含：

压缩空气产生装置，提供压缩空气进入超音波刀把；

集尘罩，罩设于超音波刀把的外围，集尘罩的底部开放；以及

抽气装置，连通集尘罩的内部，提供抽吸力使压缩空气进入刀座后，流经腔室，由进气端进入环形出气通道，由出气端流出刀座后，再将压缩空气抽吸出集尘罩。

附图说明

图1为本发明的超音波刀把设置于工具机主轴的结构示意图；

图2为图1的A部放大结构示意图；

图3为本发明的超音波刀把冷却与切屑导流系统的架构示意图；

图4为本发明的超音波刀把冷却与切屑导流系统的压缩空气流动路径的示意图。

符号说明

100:超音波刀把

10:刀座

13:腔室

14:通道