一种高效超声波金属表面加工刀具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种高效超声波金属表面加工刀具，包括变幅杆和工具头，工具头设置在变幅杆的前端，并能够绕其轴线自由转动，工具头的最外缘突出变幅杆的端面。本实用新型将工具头直接设置于变幅杆内，省去中间连接部件，使得结构简单，整体体积减小，同时工具头能够在变幅杆内灵活转动，变幅杆将超声波振动直接传递给工具头，改变了现有刀具使用时需要调整工具头和变幅杆端面之间的间隙且间隙改变后无法使用的弊端。
【专利说明】一种高效超声波金属表面加工刀具
[0001] 本申请是申请号为2013207488924、申请日为2013年11月25日、发明名称为《一 种高效超声波金属表面加工刀具》的实用新型专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本实用新型涉及一种用于对金属工件表面进行超声波加工的刀具，属于超声波加 工【技术领域】。
【背景技术】
[0003] 用于对金属工件表面进行超声波加工的刀具通常安装在超声波金属表面加工装 置上，超声波加工刀具一般由工具座（或刀具座）和工具头（或刀头）组成，工具头要与 超声波金属表面加工装置上的变幅杆接触，变幅杆在换能器的带动下高频振动，同时将振 动传递给工具头，在工具头对工件表面进行超声波加工，以降低工件表面的粗糙度值。如中 国专利文献CN200946158公开的《滚珠式刀头》，主要是由刀具座、刀头和定位块构成，刀具 座的一端开有安装刀头的定位孔，刀头通过定位块固定在该定位孔内并可沿正反两方向转 动。CN201357237公开的《圆柱式超声波加工刀头》，包括刀具座、定位块和刀头，刀头呈圆 柱形，刀具座上设有安装槽，刀头安装在刀具座的安装槽内，定位块安装在刀具座的安装槽 内并位于刀头的外侧。CN201357303公开了的《圆珠式超声波加工刀头》，包括工具座、工具 头和工具头盖，工具座的一端设有安装工具头的锥形孔，工具头呈球形，工具头通过工具头 盖固定在工具座的锥形孔内。
[0004] 上述几种超声波加工刀具在应用时，都要通过工具座（或刀具座）安装在刀具上， 通过调整变幅杆和工具头之间的间隙，从而达到使用目的，使变幅杆与工具头接触，安装方 式比较复杂，增大了外部体积，影响了加工效果和效率，尤其无法对小内孔及沟槽等部位进 行加工。
[0005] CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》，其上设有变幅杆，通过变幅杆带动 工具头振动，对工件进行超声波加工。该装置虽然将工具头设置在了变幅杆上，但工具头与 变幅杆的连接形式为通过螺纹紧密连接，工具头无法转动，加工效率低、效果差。
[0006] 同时，现有超声波刀具使用时需要调整工具头和变幅杆端面之间的间隙，且间隙 改变后无法使用。
【发明内容】
[0007] 本实用新型针对现有超声波金属表面加工刀具中工具头与变幅杆的连接技术存 在的问题，提供一种工具头可在变幅杆上转动、加工效果好、效率高的高效超声波金属表面 加工刀具。
[0008] 本实用新型的高效超声波金属表面加工刀具，采用以下技术方案：
[0009] 该加工刀具，包括变幅杆和工具头，工具头设置在变幅杆的前端，并能够绕其轴线 自由转动，工具头与变幅杆的连接采用以下方式之一：
[0010] (1)工具头两端为定位部，中间为加工部，定位部的直径小于加工部直径；变幅杆 的前部设置有与变幅杆的轴线垂直的定位安装槽，工具头安装在定位安装槽中，工具头的 底缘（两端的定位部底缘或中间加工部底缘）与变幅杆接触；
[0011] (2)工具头一端为定位部，一端为加工部，定位部直径小于加工部直径，变幅杆的 前端设置有与变幅杆的轴线垂直的工具头安装孔，工具头的定位部安装在工具头安装孔 中，工具头的加工部在工具头安装孔的外侧，工具头的加工部外缘突出变幅杆的前端面和 侧面；
[0012] (3)工具头为一滚珠，变幅杆的前端面上设置有一个能够容纳工具头的球窝，球窝 的深度要大于工具头的半径且小于工具头的直径，球窝外缘开有径向分布的工艺槽，工具 头设置在球窝中；
[0013] (4)变幅杆的前端设置有与变幅杆的轴线垂直的安装孔，工具头呈圆柱状，安装在 安装孔中，工具头的外缘突出变幅杆的前端面。
[0014] 本实用新型将工具头直接设置于变幅杆内，省去中间连接部件（工具座），工具头 与变幅杆前端直接接触，不用再调整工具头与变幅杆1前端的间隙，使得结构简单，整体体 积减小，同时工具头能够在变幅杆内灵活转动，变幅杆将超声波振动直接传递给工具头，改 变了现有刀具使用时调整繁琐（使用时需要调整工具头和变幅杆端面之间的间隙）且间隙 改变后无法使用的弊端。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型高效超声波金属表面加工刀具的第一种结构示意图。
[0016] 图2是本实用新型高效超声波金属表面加工刀具的第二种结构示意图。
[0017] 图3是本实用新型高效超声波金属表面加工刀具的第三种结构示意图。
[0018] 图4是本实用新型高效超声波金属表面加工刀具的第四种结构示意图。
[0019] 图5是本实用新型高效超声波金属表面加工刀具的第五种结构示意图。
[0020] 图6是图5的左视图。
[0021] 图中：1、变幅杆，2、工具头，3、限位销，4、工艺槽。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 如图1所示，本实施例的超声波加工刀具，包括变幅杆1和工具头2,工具头2呈两 端小、中部大的台阶轴状，两端为定位部，中间为加工部，定位部的直径小于加工部。变幅杆 1的前部设置有安装工具头2的定位安装槽，定位安装槽的结构与工具头2相适应，中部尺 寸大于两端尺寸。工具头2由变幅杆1的前端装入定位安装槽中，中间加工部的底缘与变 幅杆1接触。这样，在使用时，工具头2与变幅杆1始终接触，不用再调整工具头2与变幅 杆1的间隙。
[0024] 变幅杆1直接带动工具头2的中间加工部作高频振动，对工件表面进行超声波加 工。工具头2在高频振动下可绕其轴线自由转动。
[0025] 实施例2
[0026] 如图2所示，本实施例的超声波加工刀具与实施例1的不同之处是，工具头2两端 的定位部底缘与变幅杆1接触，而中间加工部不与变幅杆1接触。变幅杆1通过工具头2 的两端定位部带动中间加工部作高频振动，实现对工件表面的超声波加工。
[0027] 实施例3
[0028] 如图3所示，本实施例的超声波加工刀具，包括变幅杆1和工具头2。变幅杆1的 前端设置有与变幅杆1的轴线垂直的工具头安装孔，工具头安装孔可以是盲孔，也可以是 贯通的。工具头安装孔的侧面设置有限位销孔，限位销孔中安装有限位销3。工具头2为 呈T型的台阶轴状结构，一端为定位部，一端为加工部，定位部直径小于加工部直径。定位 部设置有周向限位槽，该限位槽通过与限位销3的相配合实现工具头2在工具头安装孔中 的轴向定位，使工具头2只能转动，不能轴向移动。工具头2的加工部在工具头安装孔的外 侦牝加工部的外缘突出变幅杆1的前端面和侧面，可以加工到台阶轴的根部。这样，在使用 时，工具头2与变幅杆1前端始终接触，不用再调整工具头2与变幅杆1前端的间隙。
[0029] 实施例4
[0030] 如图4所示，本实施例的超声波加工刀具，包括变幅杆1和工具头2,工具头2为一 球形的滚珠。变幅杆1的前端面上设置有一个能够容纳工具头2的球窝，球窝的深度要大 于滚珠工具头2的半径且小于工具头2的直径，这样就保证了工具头2装入球窝后不会掉 出来，又能与工件表面接触。同时又要保证工具头2在该球窝内能够自由转动但不能晃动。 在变幅杆1前端的球窝外缘开有一些轴向的工艺槽4,这些工艺槽可以径向分布。工具头2 压入球窝时，这些工艺槽4球窝处发生变形，略微涨开，从而将工具头2顺利安装在球窝内， 并使工具头2能够自由转动。工艺槽4的数量应能够保证球窝变形涨开。当工具头2磨损 后，通过外力使球窝涨开，取出工具头就可以进行更换。
[0031] 本实施例的刀具中工具头2为球形，可对R弧、锥面及形状较复杂的曲面进行超声 波加工。
[0032] 实施例5
[0033] 如图5和图6所示，本实施例的超声波加工刀具，包括变幅杆1和工具头2。变幅 杆1的前端设置有与变幅杆1的轴线垂直的安装孔，安装孔是盲孔，工具头2呈圆柱状，安 装在工具头安装孔中，工具头2的外缘突出变幅杆1的前端面，以能够与工件上所加工的平 面接触。这样，在使用时，工具头2与变幅杆1前端始终接触，不用再调整工具头2与变幅 杆1前端的间隙。工具头2可在安装孔中绕其轴线自由转动。
[0034] 上述刀具的工具头安装孔是盲孔，工具头2可加工到台阶根部。如果工具头安装 孔是贯通的，则可以加工槽的底面，此时可按槽的底面宽度设计工具头2的长度。
【权利要求】
1. 一种高效超声波金属表面加工刀具，包括变幅杆和工具头，其特征是：工具头设置 在变幅杆的前端，并能够绕其轴线自由转动，工具头与变幅杆的连接方式为：工具头为一滚 珠，变幅杆的前端面上设置有一个能够容纳工具头的球窝，球窝的深度要大于工具头的半 径且小于工具头的直径，球窝外缘开有径向分布的工艺槽，工具头设置在球窝中。
【文档编号】B23P9/04GK203843448SQ201420169972
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】赵显华 申请人:赵显华