一種便攜式超聲波切刀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通用型超聲波切割設備，它是一種便攜式超聲波切刀，適用于解決在食品行業軟性、粘性和脆性材料與橡膠行業韌性、粘性材料難以加工的問題。
【背景技術】
[0002]目前，已有的超聲波切割設備，主要有超聲波驅動電源、壓電陶瓷換能器、變幅桿和工具頭構成，這種設備的壓電陶瓷換能器通過壓環的過盈配合固定在換能器外殼內，壓電陶瓷換能器工作端通過變幅桿將振幅放大和傳遞，作用在工具頭上，壓電陶瓷換能器通過信號電纜線連接超聲波驅動電源，驅動壓電陶瓷換能器將電能轉換成機械能，而工具頭一方面是進一步的放大振幅，另一方面是輸出超聲波，利用刀刃的類似刃口，將超聲波能量集中輸出到被切割材料的切割部位，該部位在巨大的超聲波能量的作用下，只要很小的切割力就可以達到切割材料的目的，但在長期作業下，因能量的長期作用的原因，使設備的溫度升高、工具頭震裂或崩邊以致設備損壞，不但給設備帶來損害給公司帶來損失，如果不注意碎渣不能完全處理，將會給消費者帶來很大的傷害。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的是為了克服現有技術對于工具頭發熱、裂紋、崩邊等問題，提供一種有高強度、高韌性的新型鈦合金材料。
[0004]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種便攜式超聲波切刀，主要由工具頭、半波長變幅桿、1/4波長變幅桿、壓電陶瓷換能器、壓環、0型圈A、定位銷A、換能器外殼、后蓋、擋風板、固定螺絲、緊固上環、緊固下環、0型圈B、定位銷B組成，其壓電陶瓷換能器通過高強螺絲與1/4波長變幅桿連接，1/4波長變幅桿的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿的大端，半波長變幅桿的小端通過螺栓連接工具頭，半波長變幅桿零振點的上下位置裝有0型圈A，用緊固上環和緊固下環通過過盈配合將其加緊，在零振點的相對位置當有定位銷A，防止半波長變幅桿轉動，1/4波長變幅桿零振點的上下位置裝有0型圈B，通過壓環將壓電陶瓷換能器固定在換能器外殼的內部，在零振點的相對位置當有定位銷B，換能器外殼的后端外表面做有地線接入口，換能器外殼的后端裝有過盈配合的后蓋，后蓋上裝有固定螺絲將擋風板固定，后蓋上開有進風口和航插接線口，1/4波長變幅桿上做有出氣孔，使冷卻空氣保持順暢，航插接線口通過電纜線與超聲波驅動電源連接的信號電纜線接入口。
[0006]本實用新型解決技術問題所采用的技術方案還可以是:
[0007]本實用新型所述的工具頭(1)為帶有不同圓弧和切刃帶有不同角度，工具頭(1)形狀為切刀刃部、刀身薄面、刀身圓弧和底座，工具頭(1)整體寬度設置為82.5或者是95、120、190.5、250、300、305、310、350、356 毫米的新興鈦合金材料。
[0008]本實用新型的結構特點和工作原理如下:
[0009]1、本實用新型的結構特點:壓電陶瓷換能器通過高強螺絲與1/4波長變幅桿連接，1/4波長變幅桿的另一端通過螺栓連接半波長變幅桿的大端，半波長變幅桿的小端通過螺栓連接工具頭，半波長變幅桿零振點的上下位置裝有0型圈A，用緊固上環和緊固下環通過過盈配合將其加緊，在零振點的相對位置當有定位銷A，防止半波長變幅桿轉動，1/4波長變幅桿零振點的上下位置裝有0型圈B，通過壓環將壓電陶瓷換能器固定在換能器外殼的內部，在零振點的相對位置當有定位銷B，換能器外殼的后端外表面做有地線接入口，換能器外殼的后端裝有過盈配合的后蓋，后蓋上裝有固定螺絲將擋風板固定，后蓋上開有進風口和航插接線口，1/4波長變幅桿上做有出氣孔，使冷卻空氣保持通暢，航插接線口通過電纜線與超聲波驅動電源連接的信號電纜線接入口。
[0010]其工具頭所采用的材料是本公司與國家中科院合作，經過長時間的實驗研究的一種新型鈦合金，以 TCll(T1-13V-llCr-3Al)為藍本，研究出 TCll-y (T1-8V-llCr-3Al_2Mo)的一種鈦合金材料，不但成型性良好，具有一定的抗裂紋能力，且具有更高的強度，很好的解決了因材料強度不夠而導致的溫度升高、工具頭震裂或崩邊的原因。
[0011]利用本實用新型超聲波切割設備對主要應用于煉膠機輸出的生膠分切、管子切害J、凍肉、糖果、巧克力切割、食品加工行業等。
[0012]本實用新型的加工原理:超聲波切割原理是通過超聲波發生器將50/60HZ電流轉換成20、30或40KHZ電能。被轉換成為同等頻率的機械振動，隨后機械振動通過一套可以改變振幅的變幅桿傳遞到切割刀。切割刀將接收到的振動能量傳遞到待切割工具的切割面，在該區域，振動能量通過激活橡膠分子能，打開分子鏈的方式對膠料進行切割，由于切割刀在做超聲波振動，摩擦阻力特別小，被切割材料不易粘在刀片上。這對粘性和彈性材料、冰凍材料，如食品，橡膠材料，不便加壓力的物體等，特別有效。
[0013]—套超聲波切割系統的主要組件包括超聲波發生器(驅動電源)、超聲波換能器、變幅桿、切割刀(工具頭)及各輸出線路、控制線路。超聲波驅動電源將市電轉換成高頻高電壓交流電流，輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實就相當于一個能量轉換器件，它能將輸入的電能轉換成機械能，即超聲波。其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動。伸縮運動的頻率等同于驅動電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個超聲波振動系統，二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀(工具頭)一方面進一步放大振幅，聚焦超聲波。另一方面是輸出超聲波，利用切割刀的類似刃口，將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下，瞬間軟化、熔化，強度大大下降。此時，只要施加很小的切割力，就可達到切割材料的目的。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]—、在橡膠切割方面:
[0016]1.功率高，可長時間持續工作；
[0017]2.可靠性高，穩定性好，使用壽命長；
[0018]3.重量輕，便于攜帶；
[0019]4.切割精度高，膠料不變形。
[0020]5.易應用于自動化生產
[0021]6.切割面光潔度好，粘結性能好。
[0022]7.速度快，效率高，無污染。
[0023]二、在食品切割方面:
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