一种新型超声波切割刀具的制作方法

[0001]
本实用新型涉及切割刀具技术领域，尤其是一种新型超声波切割刀具。


背景技术：

[0002]
现有裁床切割材料时都是靠刀片的利刃切割，这种切割方式会有一定的弊端，比如，刀片钝了就切不断，需要更换新的刀片。被切割材料的硬度也会有一定的限制，对一些硬度高的材料刀片没法切割。


技术实现要素：

[0003]
为了克服现有的裁床切割刀具的不足，本实用新型提供了一种新型超声波切割刀具。
[0004]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型超声波切割刀具，包含超声波刀头，所述超声波刀头安装在刀座上，所述刀座安装在刀座底板上，所述刀座底板上安装有使刀座在竖直方向上运动的驱动结构一，所述刀座下部安装有驱动超声波刀头做旋转运动的驱动结构二。
[0005]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述超声波刀头包含壳体，所述壳体内置依次相连的换能器、变幅杆和刀夹头，所述刀夹头上固定有刀片，所述刀片由壳体下端伸出。通过换能器产生超声振动，再经变幅杆将频率放大，传递给刀夹头和刀片，从而使刀片获得能量将材料切割。
[0006]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀座包含罩壳结构和座体，所述座体位于罩壳结构的一侧，所述罩壳结构另一侧通过滑块和竖直布置的直线导轨与刀座底板滑动相连，所述刀座底板上通过支架一固定驱动结构一，所述罩壳结构下端设置支架二，所述支架二上安装驱动结构二。通过驱动结构一驱动刀座升降，而直线导轨起导向作用，保证升降动作的精度；通过驱动结构二驱动超声波刀头旋转，从而调整刀片的角度。
[0007]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述驱动结构一为伺服电机，所述伺服电机轴端连接丝杆，所述丝杆与丝杆螺母相连，所述丝杆螺母固定在支架二上。伺服电机驱动丝杆旋转，丝杆的旋转动作转化为丝杆螺母的直线运动，会推动或拉动罩壳结构升降，即可驱动刀座的升降。
[0008]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述驱动结构二为旋转电机，所述座体内通过轴承转动连接刀头套，所述刀头套内固定超声波刀头，所述旋转电机通过传动结构与刀头套的下端相连。
[0009]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀座底板上安装有检测支架，所述刀座侧壁的相应位置安装有原点开关一。通过检测支架与原点开关一之间的相对位置来判断刀具是否位于竖直方向上的原点位置，从而保证刀具上下位置的准确性。
[0010]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀头套外壁设置有检测销轴，所述刀座罩壳结构的相应位置安装有原点开关二。通过检测销轴与原点开关二的相对位
置，判断刀具是否位于角度原点上，从而保证刀具角度的准确性。
[0011]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述超声波刀头外壁设置限位结构，所述限位结构包含限位环和限位块，所述限位块与限位环固定连接或者一体成型，所述限位环套在超声波刀头外壁，所述超声波刀头外壁上设置有u型槽二和至少两组调节孔，所述限位块位于u型槽二内，螺栓穿过限位环将其固定在其中一组调节孔内，所述限位块位于刀头套的凹槽内。通过若干组调节孔，可以微调限位环的位置，即可以调整超声波刀头的安装位置，可以适应不同厚度的材料，从而提高刀具的切割范围。
[0012]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，还包含拉簧，所述拉簧的上端与刀座底板挂钩相连，下端与刀座的下部挂钩相连。设置拉簧主要起安全防护的作用，在突然断电或者电气失灵时，通过拉簧将刀座挂在刀座底板上，从而防止刀座掉落而划伤机器台面或者损伤刀具。
[0013]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，还包含硬限位架，所述硬限位架安装在刀座侧部，所述硬限位架的伸出端位于刀座底板的上方。设置硬限位架起限制整个刀座的切割深度的作用，当刀座过于向下运动时，硬限位架会与刀座底板的上表面接触，从而阻止刀座的进一步向下动作，从而防止刀具损伤或割伤台面。
[0014]
本实用新型的有益效果是，超声波切割刀具安装在机头上，其改变传统的依靠刀片利刃切割的方式，而采用超声波的能量，不受材料硬度的影响，能将被切割材料局部加热熔化，从而达到切割材料的目的，具有摩擦阻力特别小，被切割材料不易粘在刀片上等优点；利用驱动结构一驱动刀座在竖直方向上的升降，从而使刀具提起或者下刀切割；利用驱动结构二使超声波刀头旋转一定的角度，从而适应不同切割方向的要求；刀具升降快捷，超声波刀头可360
°
旋转，利用超声波的能量不仅有效提高刀具的切割质量，还能大幅提升刀具寿命，从而降本增效；本实用新型设置竖直方向上的原点开关和旋转原点开关，从而保证切割精度；超声波刀头设置有调节孔，能调整超声波刀头的安装位置，可以适应不同厚度的材料，从而提高刀具的切割范围；此外，本实用新型还设置有硬限位架及拉簧，可以起到安全防护的作用。
附图说明
[0015]
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0016]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0017]
图2是本实用新型的分解图一；
[0018]
图3是本实用新型的分解图二；
[0019]
图4是超声波刀头的立体图；
[0020]
图5是超声波刀头的剖视图；
[0021]
图6是刀夹头安装刀片示意图；
[0022]
图7是刀座的立体图；
[0023]
图8是刀座的剖视图；
[0024]
图9是图8的局部放大图。
[0025]
图中1、超声波刀头，1-1、壳体，1-2、换能器，1-3、变幅杆，1-4、刀夹头，1-5、刀片，1-6、u型槽二，1-7、调节孔，2、刀座，2-1、罩壳结构，2-2、座体，3、刀座底板，4、驱动结构一，
5、驱动结构二，6、直线导轨，7、滑块，8、支架一，9、支架二，10、丝杆，11、丝杆螺母，12、凹槽，13、刀头套,13-1、止转孔，14、传动结构，15、原点开关一，16、检测销轴，17、原点开关二，18、拉簧，19、硬限位架，20、限位结构，20-1、限位环，20-2、限位块，21、定位槽，22、刀压板，23、顶紧螺钉,24、导电滑环,25、开口，26、张紧机构，27、止转结构，28、锁紧螺母,29、检测支架。
具体实施方式
[0026]
如图1至9是本实用新型的结构示意图，一种新型超声波切割刀具，包含超声波刀头1，所述超声波刀头1安装在刀座2上，所述刀座2安装在刀座底板3上，所述刀座底板3上安装有使刀座2在竖直方向上运动的驱动结构一4，所述刀座2下部安装有驱动超声波刀头1做旋转运动的驱动结构二5。
[0027]
本申请中，超声波切割刀具安装在机头上，其改变传统的依靠刀片利刃切割的方式，而采用超声波的能量，不受材料硬度的影响，能将被切割材料局部加热熔化，从而达到切割材料的目的，具有摩擦阻力特别小，被切割材料不易粘在刀片上等优点，同时，切割部位有熔合作用，对切割部位进行封边，可防止材料被切割处组织松散。利用驱动结构一4驱动刀座2在竖直方向上的升降，从而使刀具提起或者下刀切割；利用驱动结构二5使超声波刀头1旋转一定的角度，从而适应不同切割方向的要求，同时便于保证升降精度和刀具维护。本申请，刀具升降快捷，超声波刀头1可360
°
旋转，利用超声波的能量不仅有效提高刀具的切割质量，还能大幅提升刀具寿命，从而降本增效。
[0028]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述超声波刀头1包含壳体1-1，所述壳体1-1内置依次相连的换能器1-2、变幅杆1-3和刀夹头1-4，所述刀夹头1-4上固定有刀片1-5，所述刀片1-5由壳体1-1下端伸出。
[0029]
换能器1-2是由夹于两金属块之间的若干压电陶瓷片组成，通过逆压电效应将来自于发生器的超声频电压转化成同频率的超声振动, 通过压电陶瓷片产生的超声波工作频率范围为18khz～50khz，功率最大可以达到2500w。通过压电陶瓷片的高频膨胀或收缩实现高频振动，并将振动传递给变幅杆1-3，变幅杆1-3再将频率再一次放大。换能器1-2安装在变幅杆1-3上，变幅杆1-3起到固定换能器以及放大换能器1-2产生的振动频率的作用。变幅杆1-3可以通过连接螺杆等方式将刀夹头1-4连接起来，从而将能量进一步传递到刀夹头1-4上。刀夹头1-4上有定位槽21，刀片1-5安装在定位槽21里，再通过刀压板22固定在刀夹头1-4上，刀压板1-4上设置一颗顶紧螺钉23，顶紧螺钉23起到顶紧刀片1-5的作用。
[0030]
优选的，壳体1-1在顶紧螺钉23对应位置开有一u型槽或圆孔，方便扳手从此处拆卸顶紧螺钉23，从而实现拆装刀片1-5目的。由于刀片1-5顶紧是靠一颗顶紧螺钉23顶紧的，这种顶紧方式拆装刀片1-5简单快捷。
[0031]
优选的，壳体1-1顶部通过导电滑环24封装，利用导电滑环24起到固定换能器1-2电线和防尘作用。
[0032]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀座2包含罩壳结构2-1和座体2-2，所述座体2-2位于罩壳结构2-1的一侧，所述罩壳结构2-1另一侧通过滑块7和竖直布置的直线导轨6与刀座底板3滑动相连，所述刀座底板3上通过支架一8固定驱动结构一4，所述罩壳结构2-1下端设置支架二9，所述支架二9上安装驱动结构二5。
[0033]
滑块7固定于刀座底板3上，直线导轨6固定于罩壳结构2-1的侧壁，通过驱动结构
一4驱动刀座2升降，而直线导轨6起导向作用，保证升降动作的精度；驱动结构二5安装于支架二9上，即罩壳结构2-1的内部，驱动结构二5驱动超声波刀头1旋转，从而调整刀片1-5的角度。
[0034]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述驱动结构一4为伺服电机，所述伺服电机轴端连接丝杆10，所述丝杆10与丝杆螺母11相连，所述丝杆螺母11固定在支架二9上。
[0035]
伺服电机驱动丝杆10旋转，丝杆10的旋转动作转化为丝杆螺母11的直线运动，丝杆螺母11固定在支架二9，支架二9安装在罩壳结构2-1的下部，丝杆螺母11的直线动作会推动或拉动罩壳结构2-1升降，即可驱动刀座2的升降。
[0036]
优选的，驱动结构一4位于罩壳结构2-1内，且罩壳结构2-1侧壁设置开口25，由于驱动结构一4通过支架一8与刀座底板3固定相连，设置开口25便于罩壳结构2-1升降时以避让驱动结构一4，防止运动干涉，罩壳结构2-1将驱动结构一4和驱动结构二5罩住，起到防水防尘等防护作用。
[0037]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述驱动结构二5为旋转电机，所述座体2-2内通过轴承转动连接刀头套13，所述刀头套13内固定超声波刀头1，所述旋转电机通过传动结构14与刀头套13的下端相连。
[0038]
座体2-2内置轴承起支撑超声波刀头1和刀头套13旋转的作用，传动结构14可以为齿轮传动结构、同步带传动结构等，将旋转电机的转动传递给刀头套13和超声波刀头1。本申请中采用同步带传动结构，为防止同步带松动影响切割精度，设置有张紧同步带的张紧机构26。
[0039]
优选的，座体2-2上设置有止转结构27，止转结构27包含止转螺母27-1、止转轴27-2、弹簧27-3，所述刀头套13设置有相应的止转孔13-1，所述由于在拆卸刀具时，刀头套13也会跟着旋转，此时就需要一个止转结构27限制刀头套13旋转，止转螺母27-1螺纹连接在座体2-2上，限制止转轴27-2往外跑，弹簧27-3的一端顶在座体2-2上，另一端顶在止转轴27-2的台阶面上，在正常情况下，弹簧27-3弹力将止转轴27-2往外张，刀头套13旋转，不会与其干涉，当需要拆锁紧螺母时，往里一直按压止转轴27-2，止转轴27-2进入刀头套13的止转孔13-1内，从而限制刀头套13旋转；当松开止转轴27-2时，弹簧27-3将止转轴27-2往外弹，与止转孔13-1脱开。
[0040]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀座底板3上安装有检测支架29，所述刀座2侧壁的相应位置安装有原点开关一15。
[0041]
检测支架29与原点开关一15的位置相应，在同一高度。当刀座2向上运动时，原点开关一15随之上升，此时，检测支架29与原点开关一15不在同一高度，检测支架29未挡住原点开关一15，原点开关一15的信号切换，并将此信号反馈给系统，系统便会控制驱动结构一4停止动作。本申请中，原点开关一15为现有技术中的传感器，通过检测支架29与原点开关一15之间的相对位置来判断刀具是否位于竖直方向上的原点位置，从而保证刀具上下位置的准确性。
[0042]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀头套13外壁设置有检测销轴16，所述刀座2罩壳结构2-1的相应位置安装有原点开关二17。
[0043]
检测销轴16与原点开关二17的原理同前，本申请中，原点开关二17也为现有技术
中的传感器，检测销轴16与原点开关二17在同一角度时，原点开关二17能够感应到检测销轴16，则证明刀具的角度为旋转原点，如果检测销轴16与原点开关二17不在同一角度，即角度存在偏差时，原点开关二17不能感应到检测销轴16，原点开关二17发出信号给系统，提示刀具不在角度原点上。通过检测销轴16与原点开关二17的相对位置，判断刀具是否位于角度原点上，从而保证刀具角度的准确性。
[0044]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述超声波刀头1外壁设置限位结构20，所述限位结构20包含限位环20-1和限位块20-2，所述限位块20-2与限位环20-1固定连接或者一体成型，所述限位环20-1套在超声波刀头1外壁，所述超声波刀头1外壁上设置有u型槽二1-6和至少两组调节孔1-7，所述限位块20-2位于u型槽二1-6内，螺栓穿过限位环20-1将其固定在其中一组调节孔1-7内，所述限位块20-2位于刀头套13的凹槽12内。
[0045]
通过若干组调节孔1-7，可以微调限位环20-1的位置，即可以调整限位块20-2的位置，而超声波刀头1固定在刀头套13内时，限位块20-2与凹槽12卡接，再通过锁紧螺母28锁紧防止超声波刀头1轴向蹿动，因此，通过若干组调节孔1-7可以调整超声波刀头1的安装位置，可以适应不同厚度的材料，从而提高刀具的切割范围。
[0046]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，还包含拉簧18，所述拉簧18的上端与刀座底板3挂钩相连，下端与刀座2的下部挂钩相连。
[0047]
设置拉簧18主要起安全防护的作用，比如突然断电或者电气失灵时，通过拉簧18将刀座2挂在刀座底板3上，从而防止刀座2掉落而划伤机器台面或者损伤刀具。
[0048]
根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，还包含硬限位架19，所述硬限位架19安装在刀座2侧部，所述硬限位架19的伸出端位于刀座底板3的上方。
[0049]
设置硬限位架19起限制整个刀座2的切割深度的作用，当刀座2过于向下运动时，硬限位架19会与刀座底板3的上表面接触，从而阻止刀座2的进一步向下动作，从而防止刀具损伤或割伤台面。
[0050]
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。