[发明专利]一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及超声加工技术领域，尤其涉及一种基于实心压电陶瓷片的超声波刀柄。

背景技术

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。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，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，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明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。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明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。

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。

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。

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。

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。