[发明专利]一种超声波切割刀具

说明书

本发明公开了一种超声波切割刀具，包括换能器、变幅杆、转接机构以及刀片，其中，换能器与变幅杆连接，转接机构的顶部与变幅杆连接，转接机构的底部与刀片连接，刀片与转接机构在同一频率产生振型一致的共振，使得刀片产生良好振动，振幅均匀，刀片上不存在明显节面，不会产生局部粘刀现象。且刀片呈片状结构，刀刃较长，切深较深，使得加工范围较广，且避免了切面两端切角不同和切刀上端与材料之间的干涉。本发明中转接机构可由铝合金制造，降低成本，片状刀片可由不锈钢或合金钢制造，硬度远大于钛合金，可以切割较硬的材质，大大提高了超声波切割刀具的使用范围。

技术领域

本发明涉及切割装置领域，具体地，涉及一种超声波切割刀具。

背景技术

粘性材料如橡胶、固态化学产品、印刷线路板等在切割时容易产生粘刀现象，弹性材料如冻肉、糖果、巧克力、水果、蛋糕等在切割时容易产生变形，压坏材料表面。超声波切割刀具通过超声波的能量，将被切割材料的局部加热熔化，达到切割目的，超声波切割不需要锋利的刃口，不需要很大的压力，就可以将材料轻松切割，不会造成被切割材料的崩边、破损和掉渣。同时，由于刀面在做超声波振动，摩擦阻力特别小，被切割材料不易粘在刀片上，可以解决上述粘刀问题。且在切割的同时刀刃对切割部位产生熔合作用，切割的同时将切割面被完美地封边，避免造成材料飞边等问题。

传统超声波切割刀具主要由换能器、变幅杆、刀片组成。图1是现有超声波切割刀具中的刀片结构示意图，如图1所示，为了使刀片振动均匀且在刀刃处保持较大振幅，刀片设计成上大下小的楔形结构。但是，这种楔形结构的刀片的刀刃不能过长，若刀刃过长则可能产生刀片两端刀尖振幅较大而刀刃中部振幅较小的现象，使刀片中部失去功能，因此现有超声波切割刀具中刀片的刀刃通常设计的较短，无法适应多种工况。

这种楔形结构的刀片工作时的振型为纵向伸缩，这种振型虽然能在刀刃处得到最大振幅，但刀片中间某处会存在一个明显的带状节面，越靠近节面处刀片的振幅越小，使得在切割粘性材料时，在刀片节面附近仍然存在粘刀现象。

如图2a所示，由于刀片楔角的存在，在切割橡胶等较软的材料时，切面两端很难保证相同的角度。如图2b所示，使用楔形刀片切割较厚且切角较小的材料时，当切到较深处时，楔形刀片上端会与材料产生干涉，而阻碍刀片继续切割。

为了使这种楔形结构刀片可以连续使用，必须采用如钛合金等声学特性较好的材料来制造。但钛合金属于典型难加工材料，要将钛合金加工出固定楔角是十分困难的，其加工成本及原料成本也较高。且从机械性能考虑，钛合金硬度不够，不适合切割较硬的材料，因此现有的传统超声波切割刀具刀片的加工范围较窄。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种超声波切割刀具，以转接机构和刀片连接的设计代替楔形刀片结构，以解决现有超声波切割刀具中刀刃较短，易出现切面两端切角不同，切深较小，加工范围窄且成本高等技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述超声波切割刀具，包括：

换能器、变幅杆，换能器与变幅杆连接；

转接机构，转接机构的顶部与变幅杆连接；以及

刀片，刀片与转接机构的底部连接，

其中，刀片与转接机构在同一频率产生振型一致的共振。

优选的，刀片是片状结构，在刀片上设置有竖直的多个通槽。

进一步地，优选的，在通槽靠近转接机构的一侧设置有倾斜的一个或多个椭圆槽。

优选的，转接机构的顶部表面上设置有用于安装变幅杆的第一螺纹孔。

作为另一优选，转接机构的顶部表面上设置有沉孔，在沉孔中设置有用于安装变幅杆的第一螺纹孔，且沉孔两侧设置有调整槽。