[发明专利]一种具有大尺寸法兰的换能器

说明书

本发明涉及超声波加工技术领域，公开了一种具有大尺寸法兰的换能器及其变幅杆，该变幅杆包括变幅杆本体及设于变幅杆本体外缘的法兰，变幅杆本体的前端用于安装加工工具，法兰的外周用于与超声波加工装置本体连接；法兰上设置有用于减少超声波振动从变幅杆本体向超声波加工装置本体传递的减振结构；法兰的外径与变幅杆本体的外径的比值范围为1.5:1‑3:1。本发明的有益效果为：通过加大法兰的径向尺寸，既能够确保变幅杆的整体刚度，且利于在法兰上设置减振结构，能够有效减少超声波振动从变幅杆经法兰传递至超声波加工装置本体上，进而减少超声波振动能量的损失，确保超声波振动能量有效传递至加工工具上，以提高加工工具的超声波加工效率。

技术领域

本发明涉及超声波加工技术领域，特别是涉及一种具有大尺寸法兰的换能器及其变幅杆。

背景技术

换能器是超声波加工装置中提供超声波振动能量的关键性机构，其工作原理为利用压电效应或者磁致伸缩效应将频率电信号转化成高频超声波振动，并将超声波振动能量传输至加工工具以对加工工件进行加工。其中，加工工具可为刀具、磨头等，换能器主要应用于超声波刀柄、超声波夹具、超声波主轴及超声波机床等超声波加工装置中。

现有技术中，换能器通过法兰与超声波加工装置连接，由于换能器与超声波加工装置中的超声波加工装置本体连接时，较大部分的超声波振动会向超声波装置本体传递，导致超声波振动能量的损失，超声加工效率较低，这是因为：一方面现有换能器没有设置减振结构，另一方面现有的换能器的法兰尺寸相对较小，较小尺寸的法兰会将更多的超声波振动传递到超声波装置本体上；另外，当换能器应用于超声波刀柄中时，换能器与刀柄本体连接，部分超声波振动经刀柄本体向连接于其后端的机床主轴传递，不仅会影响机床主轴的转动，且会对机床主轴产生冲击甚至造成机床损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种换能器及其变幅杆，用于超声波加工装置，能够减少超声波振动经换能器向超声波加工装置本体的传递。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种变幅杆，其包括变幅杆本体及一体成型于所述变幅杆本体外周的法兰，所述变幅杆本体的前端用于安装加工工具，所述法兰的外周用于与超声波加工装置本体连接；所述法兰上设置有用于减少超声波振动从所述变幅杆本体向所述超声波加工装置本体传递的减振结构；所述法兰的外径与所述变幅杆本体的外径的比值范围为1.5:1-3:1。

作为优选方案，所述变幅杆本体的外径为10㎜-30㎜，所述法兰的外径为15㎜-90㎜。

作为优选方案，所述变幅杆本体的长度为15㎜-75㎜。

作为优选方案，所述法兰的厚度为1.5㎜-6㎜。

作为优选方案，所述减振结构包括开设于所述法兰的至少一个端面的减振槽结构，所述减振槽结构包括一个或多个槽体。

作为优选方案，至少一个所述槽体的深度大于所述法兰的厚度的一半。

作为优选方案，所述法兰的两个端面均开设有所述减振槽结构，其中，开设于所述法兰的前端面的减振槽结构为第一减振槽结构，开设于所述法兰的后端面的减振槽结构为第二减振槽结构；所述第一减振槽结构包括以所述法兰的前端面的中心为圆心开设的第一环形凹槽；所述第二减振槽结构包括以所述法兰的后端面的中心为圆心开设的第二环形凹槽；所述第二环形凹槽的直径大于所述第一环形凹槽的直径。

作为优选方案，所述第一减振槽结构还包括以所述法兰的前端面的中心为圆心开设的第三环形凹槽，所述第三环形凹槽的直径大于所述第二环形凹槽的直径。

作为优选方案，所述减振结构还包括一体成型于所述法兰的外缘且用于与超声波加工装置本体连接的凸起部，所述凸起部沿所述法兰的径向向外凸起。

作为优选方案，所述凸起部设有用于与所述超声波加工装置本体焊接的焊接位，且所述焊接位设于所述凸起部外径最大的外缘处。