Bt40超聲刀柄的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種BT40超聲刀柄，其包括BT40刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，BT40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BT40刀柄與超聲換能器的連接處；本發明的結構設計巧妙，合理將BT40刀柄和超聲換能器結合形成一體結構，不需要增加超聲電主軸結構，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；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，具有工作穩定性好，高轉速、壽命長等優點，可以對金屬、塑料、石墨、碳纖維等材料進行有效的加工。
【專利說明】
BT40超聲刀柄
技術領域
[0001 ]本發明涉及超聲刀柄技術領域，特別涉及一種BT40超聲刀柄。
【背景技術】
[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。當前行業采用了超聲能量輔助的方式，結合現有機床的高速旋轉，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，其起到激發材料原子能，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行機構，其工作原理為利用壓電逆效應將頻率電信號轉換為高頻超聲振動，并將超聲能傳輸到加工材料。
[0003]然而現有的換能器和超聲刀柄均為采用分體式結構設計，進而增加了超聲電主軸結構的復雜性，使用范圍窄，而且一般都是采用滑環方式來傳遞超聲能量，這種接觸式結構會存在:易磨損和主軸轉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。
【發明內容】
[0004]針對上述不足，本發明的目的在于，提供一種結構設計巧妙、合理，不需要增加電主軸結構，適用范圍廣，而且有效提升電主軸的轉速，延長使用壽命的BT40超聲刀柄。
[0005]本發明為實現上述目的所采用的技術方案為:一種BT40超聲刀柄，其包括BT40刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，所述BT40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BT40刀柄與超聲換能器的連接處。
[0006]作為本發明的進一步改進，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面徑向凸起形成一安裝聯接部，該安裝聯接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭的內側位置，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]作為本發明的進一步改進，所述安裝聯接部朝向所述工具頭的一端面內側位置設有下凹槽，另一端面外側位置設有上凹槽。
[0009]作為本發明的進一步改進，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]作為本發明的進一步改進，所述無線電能傳輸裝置包括發射組件及與該發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的副邊磁芯，該副邊磁芯上卷繞有感應線圈，所述發射組件包括原邊保護套及設置在該原邊保護套內的原邊磁芯，該原邊磁芯上卷繞有感應線圈。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述原邊保護套的中心位置設有讓BT40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]作為本發明的進一步改進，所述副邊保護套的中心位置設有與所述BT40刀柄相適配的套裝孔，套裝孔的內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位置。
[0013]本發明的有益效果為:本發明的結構設計巧妙，合理將BT40刀柄和超聲換能器結合形成一體結構，不需要增加超聲電主軸結構，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，有效解決傳統滑環方式所帶來的磨損及主軸轉速低等問題等一系列問題，進而提升超聲電主軸的工作穩定性，具有高轉速、壽命長等優點，另外整體結構緊湊，體積小，易于安裝和實現，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]下面結合附圖與實施例，對本發明進一步說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的立體結構示意圖。
[0016]圖2是本發明的全剖結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]實施例:見圖1和圖2，本發明提供的一種BT40超聲刀柄，其包括BT40刀柄1、拉釘2、無線電能傳輸裝置3和超聲換能器4，所述BT40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BT40刀柄I與超聲換能器4的連接處。
[0018]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型刀柄的對稱性結構使它比其它三種刀柄的高速穩定性要好。本實施例中，所述BT40刀柄I的錐度為7: 24，該BT40刀柄I的錐度部位最大直徑DI是44.45mm,該BT40刀柄I的錐度部位的長度L為65.4mm，該BT40刀柄I的最大部位直徑D2是63mm。
[0019]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的尾部外側面徑向凸起形成一安裝聯接部，該安裝聯接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭12的內側位置，所述壓電陶瓷組件42通過連接部件設置在所述變幅桿43的尾部。該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42，并旋入所述變幅桿43的尾端面，結構設計合理，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，且相并聯的壓電陶瓷。多塊壓電陶瓷采用并聯方式連接，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。
[0020]較佳的，在所述安裝聯接部朝向所述工具頭41的一端面內側位置設有下凹槽，另一端面外側位置設有上凹槽。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相結合，且結合效果好，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性能，進而保證加工效果，具有良好的工作性能。
[0021]參見圖2，所述無線電能傳輸裝置3包括發射組件31及與該發射組件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。所述發射組件31包括原邊保護套311及設置在該原邊保護套311內的原邊磁芯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生器相連接。工作時，該超聲波發生器產生高頻超聲能量并加載到發射組件31，該發射組件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，有效解決傳統滑環方式所帶來的磨損及主軸轉速低等問題等一系列問題，進而提升超聲電主軸的工作穩定性，具有高轉速、壽命長等優點。
[0022]具體的，所述原邊保護套311的中心位置設有讓BT40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BT40刀柄I相適配的套裝孔，套裝孔的內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的外側位置。
[0023]本發明BT40超聲刀柄結構設計巧妙，合理將BT40刀柄I和超聲換能器4結合形成一體結構，不需要增加超聲電主軸結構，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，有效解決傳統滑環方式所帶來的磨損及主軸轉速低等問題等一系列問題，具體的說，本發明BT40超聲刀柄具有以下優點:
(1)本發明BT40超聲刀柄可以直接在現有超聲電主軸的結構中應用，不需要增加超聲電主軸的結構，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)本發明BT40超聲刀柄采用BT40刀柄規格，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)本發明BT40超聲刀柄采用無線電能傳輸驅動方式，相比于傳統接觸式的滑環結構，具有高轉速、壽命高等優點；
(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)本發明BT40超聲刀柄相比于傳統刀柄，集成了超聲能量與旋轉能量，有效提尚了加工精度、效率以及刀具壽命。
[0024]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發明構成任何限制，采用與其相同或相似的其它超聲刀柄，均在本發明保護范圍內。
【主權項】
1.一種BT40超聲刀柄，其特征在于:其包括BT40刀柄、拉釘、無線電能傳輸裝置和超聲換能器，所述BT40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BT40刀柄與超聲換能器的連接處。2.根據權利要求1所述的BT40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.根據權利要求2所述的BT40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面徑向凸起形成一安裝聯接部，該安裝聯接部通過螺絲固定在所述安裝法蘭的內側位置，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.根據權利要求3所述的BT40超聲刀柄，其特征在于，所述安裝聯接部朝向所述工具頭的一端面內側位置設有下凹槽，另一端面外側位置設有上凹槽。5.根據權利要求3所述的BT40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.根據權利要求2-5之一所述的BT40超聲刀柄，其特征在于，所述無線電能傳輸裝置包括發射組件及與該發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的副邊磁芯，該副邊磁芯上卷繞有感應線圈，所述發射組件包括原邊保護套及設置在該原邊保護套內的原邊磁芯，該原邊磁芯上卷繞有感應線圈。7.根據權利要求6所述的BT40超聲刀柄，其特征在于，所述原邊保護套的中心位置設有讓BT40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。8.根據權利要求6所述的BT40超聲刀柄，其特征在于，所述副邊保護套的中心位置設有與所述BT40刀柄相適配的套裝孔，套裝孔的內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位置。
【文檔編號】B06B1/06GK105881757SQ201610247602
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】張增英, 王煜, 張亮亮, 劉升, 米長軍
【申請人】東莞市優超精密技術有限公司