一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄制造技术

本发明专利技术公开了一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄，包括外壳、超声换能器、变幅杆、无线电能传输单元和固定单元，超声换能器包括套筒、压块、紧固单元、多个电极片和多个压电陶瓷片，其中多个压电陶瓷片是实心圆柱状结构，多个电极片与多个压电陶瓷片沿轴向交替排列固定设置于套筒的内腔底部和压块之间，紧固单元用于将压块固定连接在套筒的顶部端面上，多个电极片与无线电能传输单元电连接，套筒的顶部设置于外壳的内腔的顶部，固定单元固定连接在外壳的内腔的底部端口处以将套筒轴向固定于外壳的内腔中，变幅杆的顶部连接在套筒的底部，变幅杆的底部用于连接刀具。本发明专利技术能够保证超声波传输的连续性，减少超声波耗散，提高超声能量的传递效率。超声能量的传递效率。超声能量的传递效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄


[0001]本专利技术涉及超声加工
，尤其涉及一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄。

技术介绍

[0002]在超声换能器的设计中，换能器固定法兰的位置应位于振幅为零的波节处，以确保换能器上的振动不会传播至超声刀柄外壳上，一旦超声波振动经由刀柄向连接于其后的机床主轴传递，不但会影响主轴的转动，还会对机床主轴轴承等关键核心部件造成损坏。但是由于实际应用中的零件存在空腔及不规则形状等，理论计算公式无法准确计算出实际换能器上的波节位置，从而导致通常情况下超声波能量或多或少都会传递到刀柄上，且换能器在进行电能—机械能的转换过程中，由于能量损耗会引起温升，影响超声刀柄工作的安全性和稳定性。
[0003]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄，能够保证超声波传输的连续性，减少超声波耗散，提高超声能量的传递效率。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术公开了一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄，包括外壳、超声换能器、变幅杆、无线电能传输单元和固定单元，所述超声换能器包括套筒、压块、紧固单元、多个电极片和多个压电陶瓷片，其中多个所述压电陶瓷片是实心圆柱状结构，多个所述电极片与多个所述压电陶瓷片沿轴向交替排列固定设置于所述套筒的内腔底部和所述压块之间，所述紧固单元用于将所述压块固定连接在所述套筒的顶部端面上，多个所述电极片与所述无线电能传输单元电连接，所述套筒的顶部设置于所述外壳的内腔的顶部，所述固定单元固定连接在所述外壳的内腔的底部端口处以将所述套筒轴向固定于所述外壳的内腔中，所述变幅杆的顶部连接在所述套筒的底部，所述变幅杆的底部用于连接刀具。
[0007]优选地，所述固定单元包括压盖和至少一组嵌套模块，所述至少一组嵌套模块连接在所述套筒的外壁与所述外壳的内腔之间，且所述至少一组嵌套模块之间相互嵌套连接，所述压盖压合在所述至少一组嵌套模块的外端面处且固定连接在所述外壳的内腔的开口端。
[0008]优选地，所述至少一组嵌套模块包括第一嵌套模块，所述第一嵌套模块包括锥形固定块和第一螺纹压块，所述套筒的外壁上设有第一法兰，所述外壳的内腔中设有圆锥内孔，所述锥形固定块对应设置在所述圆锥内孔处且通过所述第一法兰的内端面卡合固定，所述第一螺纹压块压合在所述第一法兰的外端面且通过螺纹连接固定在所述锥形固定块
的内孔开口端。
[0009]优选地，所述至少一组嵌套模块还包括至少一组第二嵌套模块，每组所述第二嵌套模块分别包括减振环和第二螺纹压块，至少一个所述减振环分别连接设置在所述第一法兰与所述锥形固定块之间，所述第二螺纹压块压合在所述第一法兰的外端面或相邻内层的所述减振环的外端面且通过螺纹连接固定在对应的所述减振环的内孔开口端，其中，所述第一螺纹压块通过至少一个所述减振环压合在所述第一法兰的外端面上。
[0010]优选地，所述减振环的内壁上设有第二台阶，外壁上设有第二法兰，第二台阶卡顶在所述第一法兰的内端面或相邻内层的所述减振环的所述第二法兰的内端面，所述第二螺纹压块压合在所述第一法兰的外端面或相邻内层的所述减振环的所述第二法兰的外端面。
[0011]优选地，所述锥形固定块内孔中设有第一台阶，所述第一台阶卡顶在所述第一法兰的内端面或相邻内层的所述减振环的所述第二法兰的内端面。
[0012]优选地，所述压块上设有进气孔，所述套筒上设有出气孔，以通过所述进气孔和所述出气孔形成所述超声换能器的气冷系统。
[0013]优选地，所述超声换能器还包括密封圈，所述压块的外壁上设有凹槽，所述密封圈设置于所述凹槽内以使得所述压块的外壁与所述套筒的内腔的接触处实现密封接触。
[0014]优选地，所述套筒的内腔底部与所述压电陶瓷片接触的位置处的形状尺寸和所述压电陶瓷片的形状尺寸相同。
[0015]优选地，所述压块与所述压电陶瓷片接触的位置处的形状尺寸和所述压电陶瓷片的形状尺寸相同。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄，其中超声换能器中的压电陶瓷片为实心圆柱状结构，使得由压块均匀施加轴向压紧力，固定在超声换能器的套筒内，使超声换能器结构更加紧凑，保证超声波传输连续性，减少因圆环状压电陶瓷片的空心位置局部弯振造成超声波耗散，提高超声能量传递效率。
[0017]在进一步的方案中，本专利技术还具有以下优点：
[0018]固定单元中包括至少一组嵌套模块，使得超声换能器通过至少一组嵌套模块固定在外壳的腔体内，削弱传递到刀柄上的超声振动。
[0019]结合设置实心圆柱状结构的压电陶瓷片和电极，使得相对密封结构的超声换能器也更便于结合气冷系统解决换能器散热问题。
[0020]在采用实心圆柱状结构的压电陶瓷片的基础上，使得与压电陶瓷片接触的套筒的内腔底部和压块的形状尺寸与压电陶瓷片的形状尺寸均相同，进一步可以均匀地向压电陶瓷片施加压力，从而不会影响超声振动效果且避免了压电陶瓷片破碎的可能性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例一的超声刀柄的结构示意图；
[0022]图2是图1中超声刀柄的变幅杆的结构示意图；
[0023]图3是图1中超声刀柄的外壳的结构示意图；
[0024]图4是图1中超声刀柄的超声换能器的结构示意图；
[0025]图5是图4中的套筒的结构示意图；
[0026]图6是图1中超声刀柄的锥形固定块的结构示意图；
[0027]图7是图4中的后压块的结构示意图；
[0028]图8是本专利技术实施例二的超声刀柄的结构示意图。
具体实施方式
[0029]以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。
[0030]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
[0031]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄，其特征在于，包括外壳、超声换能器、变幅杆、无线电能传输单元和固定单元，所述超声换能器包括套筒、压块、紧固单元、多个电极片和多个压电陶瓷片，其中多个所述压电陶瓷片是实心圆柱状结构，多个所述电极片与多个所述压电陶瓷片沿轴向交替排列固定设置于所述套筒的内腔底部和所述压块之间，所述紧固单元用于将所述压块固定连接在所述套筒的顶部端面上，多个所述电极片与所述无线电能传输单元电连接，所述套筒的顶部设置于所述外壳的内腔的顶部，所述固定单元固定连接在所述外壳的内腔的底部端口处以将所述套筒轴向固定于所述外壳的内腔中，所述变幅杆的顶部连接在所述套筒的底部，所述变幅杆的底部用于连接刀具。2.根据权利要求1所述的超声波刀柄，其特征在于，所述固定单元包括压盖和至少一组嵌套模块，所述至少一组嵌套模块连接在所述套筒的外壁与所述外壳的内腔之间，且所述至少一组嵌套模块之间相互嵌套连接，所述压盖压合在所述至少一组嵌套模块的外端面处且固定连接在所述外壳的内腔的开口端。3.根据权利要求2所述的超声波刀柄，其特征在于，所述至少一组嵌套模块包括第一嵌套模块，所述第一嵌套模块包括锥形固定块和第一螺纹压块，所述套筒的外壁上设有第一法兰，所述外壳的内腔中设有圆锥内孔，所述锥形固定块对应设置在所述圆锥内孔处且通过所述第一法兰的内端面卡合固定，所述第一螺纹压块压合在所述第一法兰的外端面且通过螺纹连接固定在所述锥形固定块的内孔开口端。4.根据权利要求3所述的超声波刀柄，其特征在于，所述至少一组嵌套模块还包括至少一组第二嵌套模块，每组所述第二嵌套模块分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学奇，许超，马原，
申请(专利权)人：深圳市青鼎装备有限公司，
类型：发明
国别省市：