专利名称：超声波切割刀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波切割刀的领域，具体地涉及ー种新型的超声波轮胎切割刀。
背景技术：
超声波切割的原理是利用超声波的能量，将被切割材料的局部加热熔化，从而达到切割材料的目的。与传统意义上的切割相比，超声波切割具有如下特点。首先，超声波切割刀不需要锋利的刃ロ，也不需要很大的压力，因此不会造成被切割材料的崩边和破损。进ー步，由于切割刀在做超声波振动，摩擦阻カ特别小，所以被切割材料不易粘在 刀片上。进而，超声波切割刀在切割的同时，在切割部位具有熔合作用。由于切割部位被完美地封边，所以可以防止被切割材料组织的松散。当国外轮胎切割市场上应用的超声波切割刀应用于国内时，产生了一些问题，造成使用寿命比较短。例如，常常发生刀ロ崩裂或刀ロ卷边等现象，导致刀具失效或报废。分析得出的主要原因是国内市场上制造轮胎的材料和国外制造轮胎的材料有明显的差异，其成份和各种配方都有所不同，从而造成对超声波轮胎切割刀的要求也不一致。另外，国外轮胎切割市场上应用的超声波切割刀的结构复杂、胚料尺寸较大并且加工时间较长，从而相对成本比较高。因此，希望提供一种超声波切割刀，其能够解决现有技术的超声波切割刀的经常性刀ロ崩裂或刀ロ卷边等问题，提高使用寿命，同时可以降低此类超声波轮胎切割刀的成本，从而提高市场竞争力。
实用新型内容在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图用来确定本实用新型的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本实用新型的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。鉴于现有技术的上述情形，本实用新型的目的是提供一种超声波切割刀，其能够克服上述现有技术的缺点和不足，提高使用寿命并且降低成本。为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种超声波切割刀，该超声波切割刀包括刀背、刀身和刀ロ，其中，所述刀背上设置有多个第一槽，并且所述刀身上设置有多个第二槽，其特征在于，所述超声波切割刀的长度处在大于或等于160毫米并且小于或等于170毫米的范围之内。优选地，超声波切割刀的长度可以为165毫米。[0013]优选地，刀背的厚度可以处在大于或等于18毫米并且小于或等于22毫米的范围之内。更优选地，刀背的厚度可以为20毫米。优选地，第一槽的数目可以为两个。更优选地，刀背在两个第一槽之间的高度可以低于刀背在其它部分的高度，使得在刀背上形成台阶面。优选地，第二槽的数目可以为四个。优选地，第二槽中的每一个的接近于刀口的末端至刀口的距离可以处在大于或等于18毫米并且小于或等于20毫米的范围之内。更优选地，第二槽中的每一个的接近于刀口的末端至刀口的距离可以为18. 7毫米。优选地，第二槽中的每一个的接近于刀口的末端的厚度可以处在大于或等于3毫米并且小于或等于3. 5毫米的范围之内。更优选地，第二槽中的每一个的接近于刀口的末端的厚度可以为3. 2毫米。 优选地，超声波切割刀的宽度可以处在大于或等于73毫米并且小于或等于75毫米的范围之内。更优选地，超声波切割刀的宽度可以为74. 7毫米。与现有技术的超声波切割刀相比，在本实用新型的上述技术方案中，超声波切割刀的外形尺寸减小，从而节约了材料成本。另外，设置在刀背上的第一槽的数量减少，并且设置在刀身上的第二槽的数量减少，使得超声波切割刀的结构相对简单化，从而节约了加工工时。进一步，超声波切割刀的厚度减小，从而得到的切割角度增大，可以有效增加切割面积。进而，超声波切割刀的强度明显增加，给切割参数调整留有更大的优化空间，从而有利于提闻切割质量和效率。
本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分，用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中图I是图示发明人已知的一种超声波切割刀的构造的三视图；以及图2是图示根据本实用新型实施例的超声波切割刀的构造的三视图。本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其它元件放大了，以便有助于提高对本实用新型实施例的理解。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其它细节。根据本实用新型的实施例的超声波切割刀可以包括刀背、刀身和刀ロ，其中，所述刀背上设置有多个第一槽，并且所述刀身上设置有多个第二槽，其特征在于，所述超声波切割刀的长度处在大于或等于160毫米并且小于或等于170毫米的范围之内。本实用新型所针对的超声波切割刀目前广泛使用于切割轮胎的应用中。当然，根据本实用新型的超声波切割刀也可以应用于切割其它材料。在工作过程中，由超声波发生器产生超声波，然后通过换能器将电能转换为机械能，亦即15kHz-40kHz的振动。调幅器将换能器产生的振幅加以调整(取决于应用来増大或減少振幅)。超声波切割刀安装在调幅器上，是最終的工作部件。工作中所需的振动是沿轴向的(亦即下文中的宽度方向)，称之为纵振。另外，在超声振动中还存在横向(例如下文中的长度方向)振动，称之为横振。横振容易产生超声波切割刀的开裂，因此需要加以防止。下面，參照附图来详细描述发明人已知的一种超声波切割刀的构造。图I是图示发明人已知的超声波切割刀100的构造的三视图。其中，图I (a)是超声波切割刀100的主视图，图1(b)是当沿着图1(a)中的A-A线截取时观察到的超声波切害I]刀100的左视图，而图1(c)则是超声波切割刀100的俯视图。如图I所示，超声波切割刀100包括刀背101、刀身102和刀ロ 103。其中，刀背101上设置有6个刀背小槽(第一槽)104，并且刀身102上设置有6个槽(第二槽)105。如图1(a)所示，超声波切割刀100的长度为190. 5毫米，并且宽度为70. 5毫米。进ー步如图1(b)所示，刀背101的厚度为25. 4毫米，每个槽105的接近于刀ロ 103的末端至刀ロ 103的距离为8. 2毫米(设计距离为8-9毫米)，并且每个槽105的接近于刀ロ 103的末端的厚度为I. 4毫米。在实际使用如图I所示的超声波切割刀100的过程中，常常会发生刀ロ崩裂或刀ロ卷边等现象，导致刀具失效或报废。另外，从超声波切割刀100的设计分析来看，超声波切割刀100的结构复杂、胚料尺寸较大并且加工时间较长，从而相对成本比较高。针对上述问题，本实用新型提供了ー种新型的超声波切割刀，其能够解决现有技术的如超声波切割刀100的经常性刀ロ崩裂或刀ロ卷边等问题，提高使用寿命，同时可以降低此类超声波轮胎切割刀的成本，从而提高市场竞争力。下面，參照附图来详细描述根据本实用新型实施例的超声波切割刀的构造。图2是图示根据本实用新型实施例的超声波切割刀200的构造的三视图。其中，图2(a)是超声波切割刀200的主视图，图2(b)是当沿着图1(a)中的A-A线截取时观察到的超声波切割刀200的左视图，而图1(c)则是超声波切割刀200的俯视图。如图2所示，超声波切割刀200包括刀背201、刀身202和刀ロ 203。其中，刀背201上设置有2个刀背小槽(第一槽)204，并且刀身202上设置有4个槽(第二槽)205。需要说明的是，本实用新型对刀背小槽204和刀身202上的槽205的数目并没有特殊限制。当然，为了保证超声波切割刀200的振幅的均匀性，一般要求刀背小槽204和刀身202上的槽205的数目均为偶数，并且最好能够保持位置対称。另外，当刀背小槽204和刀身202上的槽205的数目较少时，有利于减少加工エ时。[0039]根据本实用新型的超声波切割刀的长度被设计为大于或等于160毫米并且小于或等于170毫米。有限元模态分析结果表明，在如图I所示的超声波切割刀100的情况下，由于超声波切割刀100的长度较长，所以在振动模态中有明显向外的横向振动，并且在刀口输出的振幅均匀性较差。因此，在使用一段时间后，在金属的疲劳状态下，刀口容易产生裂痕。当采用本实用新型的超声波切割刀的长度设计时，有限元模态分析结果表明，在振动模态中没有明显向外的横向振动，并且在刀口输出的振幅均匀性较好，从而大大提高了超声波切割刀的切割性能和使用寿命。优选地，如图2(a)所示，根据本实用新型的超声波切割刀200的长度为165毫米。与如图I所示的超声波切割刀100相比，在超声波切割刀200的长度为165毫米的情况下，不影响超声波切割刀200的应用范围，并且有利于提高超声波切割刀200的整体强度，另外还减少了坯料尺寸。进一步，根据本实用新型的超声波切割刀的刀背的厚度被设计为大于或等于18毫米并且小于或等于22毫米。当刀背的厚度较薄时，超声波切割刀的切割角度可调的范围增大，从而可以有效地增加切割面积。优选地，如图2(b)所示，刀背201的厚度为20毫米。进而，优选地，如图2(a)和2(c)所示，在刀背201上设置有2个刀背小槽204的情况下，以刀背小槽204为边界，将刀背201设计为台阶面。亦即，刀背201在两个刀背小槽204之间的高度低于刀背201在其它部分的高度，使得在刀背201上形成台阶面。这种设计对于减小横向振动和减少杂频的影响可以起到重要作用。另外,如图2 (a)所不,刀身202上设置有4个槽205。开槽的作用是为了保证输出端即刀口具有较均匀的振幅输出。在保证此要求的情况下，槽的数量越少则超声波切割刀的强度越高。另外，如上所述，槽的数量越少，则越有利于减少加工工时。优选地，根据本实用新型的超声波切割刀的刀身上设置的槽中的每一个的接近于刀口的末端至刀口的距离被设计为大于或等于18毫米并且小于或等于20毫米。在设计时，使刀身上设置的槽尽量远离刀口，以进一步增加超声波切割刀的强度。优选地，如图2 (b)所示，每个槽205的接近于刀口 203的末端至刀口 203的距离为18. 7毫米。这远远大于如图I所示的超声波切割刀100中的槽至刀口的距离，从而使得超声波切割刀200的强度与超声波切割刀100相比能够得以增加。优选地，根据本实用新型的超声波切割刀的刀身上设置的槽中的每一个的接近于刀口的末端的厚度被设计为大于或等于3毫米并且小于或等于3. 5毫米。这种厚度较大的设计大大提升了超声波切割刀的强度。即使刀口在应用过程中碰到橡胶中的硬物而产生刀口转变，也不会容易地产生刀口开裂或崩刃。优选地，如图2 (b)所示，每个槽205的接近于刀口 203的末端的厚度为3. 2毫米。这同样远远大于如图I所示的超声波切割刀100中的槽末端的厚度，从而使得超声波切割刀200的强度与超声波切割刀100相比能够得以增加。这样一来，在能够满足超声波切割刀的振幅、振幅均匀性、无杂频横振等要求的前提下，根据本实用新型的超声波切割刀的尺寸设计使得该超声波切割刀尽可能地强，从而有利于延长使用寿命。另外，优选地，超声波切割刀200的宽度可以处在大于或等于73毫米并且小于或等于75毫米的范围之内。更优选地，如图2(a)所示，超声波切割刀200的宽度为74. 7毫米。注意，在图2(c)中还示出了螺纹孔206。该螺纹孔206用于连接到上面提到的调幅器。与发明人已知的如图I所示的超声波切割刀100相比，在根据本实用新型的实施例的如图2所示的超声波切割刀200中，超声波切割刀200的外形尺寸减小(长度由190. 5毫米减少为165毫米)，从而节约了材料成本。另外，设置在刀背201上的刀背小槽204的数量減少(由6个减少为2个)，并且设置在刀身202上的槽205的数量減少(由6个减少为4个)，使得超声波切割刀200的结构相对简单化，从而节约了加工エ时。进ー步，超声波切割刀200的刀背201的厚度减小(由25. 4毫米减少为20毫米)，从而得到的切割角度增大，可以有效増加切割面积。进而，超声波切割刀200的強度明显增加， 给切割參数调整留有更大的优化空间，从而有利于提闻切割质量和效率。以上虽然结合附图详细描述了本实用新型的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本实用新型，而并不构成对本实用新型的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本实用新型的实质和范围。因此，本实用新型的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
权利要求1.一种超声波切割刀，包括刀背、刀身和刀口，其中，所述刀背上设置有多个第一槽，并且所述刀身上设置有多个第二槽， 其特征在于，所述超声波切割刀的长度处在大于或等于160毫米并且小于或等于170毫米的范围之内。
2.根据权利要求I所述的超声波切割刀，其中，所述超声波切割刀的长度为165毫米。
3.根据权利要求I或2所述的超声波切割刀，其中，所述刀背的厚度处在大于或等于18毫米并且小于或等于22毫米的范围之内。
4.根据权利要求3所述的超声波切割刀，其中，所述刀背的厚度为20毫米。
5.根据权利要求I、2和4中任何一项所述的超声波切割刀，其中，所述第一槽的数目为两个。
6.根据权利要求5所述的超声波切割刀，其中，所述刀背在两个所述第一槽之间的高度低于所述刀背在其它部分的高度，使得在所述刀背上形成台阶面。
7.根据权利要求1、2、4和6中任何一项所述的超声波切割刀，其中，所述第二槽的数目为四个。
8.根据权利要求7所述的超声波切割刀，其中，所述第二槽中的每一个的接近于所述刀口的末端至所述刀口的距离处在大于或等于18毫米并且小于或等于20毫米的范围之内。
9.根据权利要求8所述的超声波切割刀，其中，所述第二槽中的每一个的接近于所述刀口的末端至所述刀口的距离为18. 7毫米。
10.根据权利要求8或9所述的超声波切割刀，其中，所述第二槽中的每一个的接近于所述刀口的末端的厚度处在大于或等于3毫米并且小于或等于3. 5毫米的范围之内。
11.根据权利要求10所述的超声波切割刀，其中，所述第二槽中的每一个的接近于所述刀口的末端的厚度为3. 2毫米。
12.根据权利要求I、2、4、6、8、9和11中任何一项所述的超声波切割刀，其中，所述超声波切割刀的宽度处在大于或等于73毫米并且小于或等于75毫米的范围之内。
13.根据权利要求12所述的超声波切割刀，其中，所述超声波切割刀的宽度为74.7毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种超声波切割刀。该超声波切割刀包括刀背、刀身和刀口，其中，所述刀背上设置有多个第一槽，并且所述刀身上设置有多个第二槽，其特征在于，所述超声波切割刀的长度处在大于或等于160毫米并且小于或等于170毫米的范围之内。使用本实用新型的超声波切割刀，可以提高使用寿命并且降低生产成本。
文档编号B26D7/08GK202640404SQ20122015573
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者黄智明 申请人:必能信超声(上海)有限公司