Bt30超聲刀柄的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種BT30超聲刀柄，其包括BT30刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，BT30刀柄的一端與拉釘相連接，另一端設有超聲換能器，無線電能傳輸裝置設置在BT30刀柄與超聲換能器的連接處；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設計巧妙，合理將BT30刀柄和超聲換能器結(jié)合形成一體結(jié)構(gòu)，區(qū)別于較大體積的BT40、BT50刀柄，體積更小，重量更輕，轉(zhuǎn)速更高，利于自動換刀，同時不需要增加超聲電主軸結(jié)構(gòu)，降低應用成本，而且可以通過超聲換能器上的夾頭來適配不同的工具頭，靈活性高，以滿足不同的加工功能需求；同時配合無線電能傳輸裝置以電磁感應的方式傳遞超聲能量，無需接觸，具有工作穩(wěn)定性好，高轉(zhuǎn)速、壽命長等優(yōu)點，利于廣泛推廣。
【專利說明】
BT30超聲刀柄
技術(shù)領域
[0001 ]本發(fā)明涉及超聲刀柄技術(shù)領域，特別涉及一種BT30超聲刀柄。
【背景技術(shù)】
[0002]當前一些特殊材料應用越來越廣泛，比如玻璃、藍寶石、碳化硅、復合材料等。這些材料由于機械特性很硬脆，導致采用傳統(tǒng)的加工工藝無法滿足這些材料的加工精度的要求。當前行業(yè)采用了超聲能量輔助的方式，結(jié)合現(xiàn)有機床的高速旋轉(zhuǎn)，用于這類硬脆材料的可加工性、加工精度、以及提高加工刀具的壽命。在超聲輔助加工中，超聲能是加工工藝最為關鍵的參數(shù)，其起到激發(fā)材料原子能，降低切削力等作用。換能器(Transducer)是超聲加工中提供超聲能量的核心執(zhí)行機構(gòu)，其工作原理為利用壓電逆效應將頻率電信號轉(zhuǎn)換為高頻超聲振動，并將超聲能傳輸?shù)郊庸げ牧稀?br>[0003]然而現(xiàn)有的換能器和超聲刀柄均為采用分體式結(jié)構(gòu)設計，進而增加了超聲電主軸結(jié)構(gòu)的復雜性，使用范圍窄，而且一般都是采用滑環(huán)方式來傳遞超聲能量，這種接觸式結(jié)構(gòu)會存在:易磨損和主軸轉(zhuǎn)速低等問題等一系列問題使得超聲復合加工很難推廣于實際生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)設計巧妙、合理，不需要增加電主軸結(jié)構(gòu)，適用范圍廣，而且重量輕，有效提升電主軸的轉(zhuǎn)速，延長使用壽命的BT30超聲刀柄。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為:一種BT30超聲刀柄，其包括BT30刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，所述BT30刀柄的一端與所述拉釘相連接，另一端設有用來安裝所述超聲換能器的安裝腔，所述超聲換能器安裝在該安裝腔上，所述無線電能傳輸裝置設置在BT30刀柄與超聲換能器的連接處。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述安裝腔的開口外緣徑向凸起形成安裝法蘭。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述超聲換能器包括工具頭、壓電陶瓷組件和變幅桿，所述工具頭通過夾頭設置在所述變幅桿的首端，該變幅桿的尾部外側(cè)面徑向凸起形成一安裝聯(lián)接部，該安裝聯(lián)接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭的內(nèi)側(cè)位置，所述壓電陶瓷組件通過連接部件設置在所述變幅桿的尾部。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述安裝聯(lián)接部朝向所述工具頭的一端面內(nèi)側(cè)位置設有下凹槽，另一端面外側(cè)位置設有上凹槽。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述連接部件包括螺釘和蓋體，該螺釘包括頭部和與該頭部相連接的桿部，該桿部依次貫穿所述蓋體和壓電陶瓷組件，并旋入所述變幅桿的尾端面。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述無線電能傳輸裝置包括發(fā)射組件及與該發(fā)射組件相對間隔設置的接收組件，該接收組件包括副邊保護套及設置在該副邊保護套內(nèi)的副邊磁芯，該副邊磁芯上卷繞有感應線圈，所述發(fā)射組件包括原邊保護套及設置在該原邊保護套內(nèi)的原邊磁芯，該原邊磁芯上卷繞有感應線圈。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述原邊保護套的中心位置設有讓BT30刀柄穿過的通孔，該原邊保護套固定在超聲換能器的后殼上。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述副邊保護套的中心位置設有與所述BT30刀柄相適配的套裝孔，套裝孔的內(nèi)孔壁一端徑向凸起形成安裝凸緣，該安裝凸緣通過螺絲固定在所述安裝法蘭的外側(cè)位置。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設計巧妙，合理將BT30刀柄和超聲換能器結(jié)合形成一體結(jié)構(gòu)，區(qū)別于較大體積的BT40、BT50刀柄，體積更小，重量更輕，轉(zhuǎn)速更高，利于自動換刀，同時不需要增加超聲電主軸結(jié)構(gòu)，極大地增加了超聲刀柄的適用范圍，也降低了應用的成本，而且可以通過超聲換能器上的夾頭來適配不同的工具頭，靈活性高，以滿足不同的加工功能需求，無需使用定制性的刀具，進一步降低成本，增大使用范圍；同時配合無線電能傳輸裝置以電磁感應的方式傳遞超聲能量，無需接觸，有效解決傳統(tǒng)滑環(huán)方式所帶來的磨損及主軸轉(zhuǎn)速低等問題等一系列問題，進而提升超聲電主軸的工作穩(wěn)定性，具有高轉(zhuǎn)速、壽命長等優(yōu)點，另外整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，易于安裝和實現(xiàn)，易于廣泛推廣使用，可以對金屬、塑料、石墨、碳纖維等材料進行有效的加工。
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例，對本發(fā)明進一步說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的全剖結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]實施例:見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供的一種BT30超聲刀柄，其包括BT30刀柄1、拉釘2、無線電能傳輸裝置3和超聲換能器4，所述BT30刀柄I的一端與所述拉釘2相連接，另一端設有用來安裝所述超聲換能器4的安裝腔11，所述超聲換能器4安裝在該安裝腔11上，所述無線電能傳輸裝置3設置在BT30刀柄I與超聲換能器4的連接處。
[0019]MAS BT型簡稱BT，BT型是日本標準，安裝尺寸與DIN 6987UIS0 7388/1及ANSI完全不同，不能換用。BT型刀柄的對稱性結(jié)構(gòu)使它比其它三種刀柄的高速穩(wěn)定性要好。本實施例中，所述BT30刀柄I的錐度為7:24，區(qū)別于較大體積的BT40、BT50刀柄，體積小，重量輕，該BT30刀柄I的錐度部位最大直徑Dl是31.75mm，該BT30刀柄I的錐度部位的長度L為48.4mm，該BT30刀柄I的最大部位直徑D2是46mm。
[0020]具體的，所述安裝腔11的開口外緣徑向凸起形成安裝法蘭12。所述超聲換能器4包括工具頭41、壓電陶瓷組件42和變幅桿43，所述工具頭41通過夾頭44設置在所述變幅桿43的首端，該變幅桿43的尾部外側(cè)面徑向凸起形成一安裝聯(lián)接部，該安裝聯(lián)接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭12的內(nèi)側(cè)位置，所述壓電陶瓷組件42通過連接部件44設置在所述變幅桿43的尾部。該連接部件45包括螺釘和蓋體，該螺釘包括頭部和與該頭部相連接的桿部，該桿部依次貫穿所述蓋體和壓電陶瓷組件42，并旋入所述變幅桿43的尾端面，結(jié)構(gòu)設計合理，安裝使用方便。較佳的，所述壓電陶瓷組件42包括多塊依次疊置，且相并聯(lián)的壓電陶瓷。多塊壓電陶瓷采用并聯(lián)方式連接，在保證具有小體積的基礎上，有效降低阻抗，耗能低。還可以使所述變幅桿43的尾部端面的中心位置凸起形成一與所述壓電陶瓷組件42的外形輪廓相適配的安裝凸臺。不僅裝配效果好，且保證超聲能量的傳遞路徑，提升超聲能量傳遞效率，具有良好的工作性能。
[0021]較佳的，在所述安裝聯(lián)接部朝向所述工具頭41的一端面內(nèi)側(cè)位置設有下凹槽，另一端面外側(cè)位置設有上凹槽。設有下凹槽和上凹槽，橫截面輪廓呈Z字形，能較好地與安裝法蘭12相結(jié)合，且結(jié)合效果好，有效地超聲能量的向外傳遞，從而保證超聲能量的傳遞路徑，不僅大大提升超聲能量傳遞效率，而且又能保證超聲電主軸的旋轉(zhuǎn)性能，進而保證加工效果，具有良好的工作性能。
[0022]參見圖2和圖3，所述無線電能傳輸裝置3包括發(fā)射組件31及與該發(fā)射組件31相對間隔設置的接收組件32，該接收組件32包括副邊保護套321及設置在該副邊保護套321內(nèi)的副邊磁芯322，該副邊磁芯322上卷繞有感應線圈，該感應線圈與超聲換能器4相連接。所述發(fā)射組件31包括原邊保護套311及設置在該原邊保護套311內(nèi)的原邊磁芯312，該原邊磁芯312上卷繞有感應線圈，該感應線圈與超聲波發(fā)生器相連接。工作時，該超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻超聲能量并加載到發(fā)射組件31，該發(fā)射組件31以電磁感應的方式，將超聲能量傳遞到接收組件32，并由該接收組件32加載到超聲換能器4上，進而達到無線傳輸電能的目的，無需接觸，有效解決傳統(tǒng)滑環(huán)方式所帶來的磨損及主軸轉(zhuǎn)速低等問題等一系列問題，進而提升超聲電主軸的工作穩(wěn)定性，具有高轉(zhuǎn)速、壽命長等優(yōu)點。
[0023]具體的，所述原邊保護套311的中心位置設有讓BT30刀柄I穿過的通孔，該原邊保護套311固定在超聲換能器4的后殼上。所述副邊保護套321的中心位置設有與所述BT30刀柄I相適配的套裝孔，套裝孔的內(nèi)孔壁一端徑向凸起形成安裝凸緣，該安裝凸緣通過螺絲固定在所述安裝法蘭12的外側(cè)位置。
[0024]本發(fā)明BT30超聲刀柄結(jié)構(gòu)設計巧妙，合理將BT30刀柄I和超聲換能器4結(jié)合形成一體結(jié)構(gòu)，區(qū)別于較大體積的BT40、BT50刀柄，體積更小，重量更輕，同時不需要增加超聲電主軸結(jié)構(gòu)，極大地增加了超聲刀柄的適用范圍，也降低了應用的成本，而且可以通過超聲換能器4上的夾頭來適配不同的工具頭41，靈活性高，以滿足不同的加工功能需求，無需使用定制性的刀具，進一步降低成本，增大使用范圍；同時配合無線電能傳輸裝置3以電磁感應的方式傳遞超聲能量，無需接觸，有效解決傳統(tǒng)滑環(huán)方式所帶來的磨損及主軸轉(zhuǎn)速低等問題等一系列問題，具體的說，本發(fā)明BT30超聲刀柄具有以下優(yōu)點:
(1)本發(fā)明BT30超聲刀柄可以直接在現(xiàn)有超聲電主軸的結(jié)構(gòu)中應用，不需要增加超聲電主軸的結(jié)構(gòu)，極大地增加了超聲刀柄的適用范圍，也降低了應用的成本；
(2)本發(fā)明BT30超聲刀柄采用BT30刀柄規(guī)格，是目前最廣泛也是最普遍應用的加工刀柄形式之一，可應用金屬、塑料、石墨、碳纖維等材料的加工，適用范圍廣；
(3)本發(fā)明BT30超聲刀柄采用無線電能傳輸驅(qū)動方式，相比于傳統(tǒng)接觸式的滑環(huán)結(jié)構(gòu)，具有高轉(zhuǎn)速、壽命高等優(yōu)點；
(4)對刀具的適應性更高，可以通過超聲換能器4上的夾頭來適配不同的工具頭41，SP可以使用普通的刀具，無需使用定制性的刀具加工，降低了應用的成本；
(5)本發(fā)明BT30超聲刀柄相比于傳統(tǒng)刀柄，集成了超聲能量與旋轉(zhuǎn)能量，有效提高了加工精度、效率以及刀具壽命；
(6)本發(fā)明BT30超聲刀柄區(qū)別于較大體積的BT40、BT50刀柄，體積更小，重量更輕，轉(zhuǎn)速更尚，利于自動換刀等特點。
[0025]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制，采用與其相同或相似的其它超聲刀柄，均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種BT30超聲刀柄，其特征在于:其包括BT30刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，所述BT30刀柄的一端與所述拉釘相連接，另一端設有用來安裝所述超聲換能器的安裝腔，所述超聲換能器安裝在該安裝腔上，所述無線電能傳輸裝置設置在BT30刀柄與超聲換能器的連接處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BT30超聲刀柄，其特征在于，所述安裝腔的開口外緣徑向凸起形成安裝法蘭。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的BT30超聲刀柄，其特征在于，所述超聲換能器包括工具頭、壓電陶瓷組件和變幅桿，所述工具頭通過夾頭設置在所述變幅桿的首端，該變幅桿的尾部外側(cè)面徑向凸起形成一安裝聯(lián)接部，該安裝聯(lián)接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭的內(nèi)側(cè)位置，所述壓電陶瓷組件通過連接部件設置在所述變幅桿的尾部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的BT30超聲刀柄，其特征在于，所述安裝聯(lián)接部朝向所述工具頭的一端面內(nèi)側(cè)位置設有下凹槽，另一端面外側(cè)位置設有上凹槽。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的BT30超聲刀柄，其特征在于，所述連接部件包括螺釘和蓋體，該螺釘包括頭部和與該頭部相連接的桿部，該桿部依次貫穿所述蓋體和壓電陶瓷組件，并旋入所述變幅桿的尾端面。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5之一所述的BT30超聲刀柄，其特征在于，所述無線電能傳輸裝置包括發(fā)射組件及與該發(fā)射組件相對間隔設置的接收組件，該接收組件包括副邊保護套及設置在該副邊保護套內(nèi)的副邊磁芯，該副邊磁芯上卷繞有感應線圈，所述發(fā)射組件包括原邊保護套及設置在該原邊保護套內(nèi)的原邊磁芯，該原邊磁芯上卷繞有感應線圈。
【文檔編號】B06B1/06GK105881758SQ201610247603
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張增英, 李澤湘, 張亮亮, 劉升, 米長軍
【申請人】東莞市優(yōu)超精密技術(shù)有限公司