專利名稱：超聲波變幅桿與工具頭的振動模式和連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及超聲波變幅桿與工具頭的一種振動方式及其相應(yīng)的連接裝置。
現(xiàn)有技術(shù)用超聲波加工時，需要把超聲波能量傳輸?shù)焦ぞ哳^上。傳統(tǒng)理論認(rèn)為超聲波是彈性波，其能量只能在彈性體內(nèi)傳播，工具頭當(dāng)然被作為彈性體考慮。
實用中的工具頭長度小于四分之一波長，與傳統(tǒng)理論要求的二分之一波長整數(shù)倍相差很遠(yuǎn)，只能把它作為變幅桿的一部分共同組成二分之一波長的振動系統(tǒng)。實質(zhì)上它們是兩個獨(dú)立體，各有其自然振動頻率，且高于工作頻率。工具頭的聲阻抗與變幅桿的聲阻抗相差很大，耦合系數(shù)很小，不可能使兩者在工作頻率與自然頻率相差很多的條件下組成一個傳輸效率很高的振動系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提供一種傳輸效率高的超聲波變幅桿與工具頭的振動模式和連接裝置。
可采取如下技術(shù)措施實現(xiàn)目的。
超聲波變幅桿與工具頭的振動模式，將工具頭視為剛體，不參與彈性振動，只作為變幅桿的負(fù)載存在，它的體積相對變幅桿很小，變幅桿的末端即彈性波的邊界，且近似于自由端；工具頭的長短、有無與振動系統(tǒng)無關(guān)，工具頭通過連接裝置與邊幅桿固定連接。
振動模式對應(yīng)的連接裝置，工具頭的主體就是變幅桿的細(xì)端，刃口為小塊工具鋼、焊接或用強(qiáng)力膠粘接在主體上。
本技術(shù)方案相對現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點和效果。
工具頭只作為變幅桿的負(fù)載存在，是彈性波的邊界，近于自由端，不參與彈性振動，與振動系統(tǒng)無關(guān)，傳輸效率相對提高。


圖1是超聲波變幅桿與工具頭傳統(tǒng)振動模式示意圖；
圖2是本技術(shù)的超聲波變幅桿與工具頭振動模式示意圖；圖3是變幅桿連接裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、5、6分別是變幅桿連接裝置的另種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
結(jié)合附圖、實施例對本技術(shù)方案的內(nèi)容作詳細(xì)敘述。
實施例1、超聲波變幅桿與工具頭的振動模式，將工具頭3視為剛體，不參與彈性振動，只作為變幅桿2的負(fù)載存在，它的體積相對變幅桿很小，變幅桿的末端即彈性波的邊界，且近似于自由端；工具頭的長短、有無與振動系統(tǒng)無關(guān)，工具頭通過連接裝置與邊幅桿固定連接。
實施例2、超聲波變幅桿與工具頭振動模式的連接裝置4，工具頭的主體就是變幅桿的細(xì)端，刃口為小塊工具鋼、焊接或用強(qiáng)力膠粘接在主體上。更換工具時連同變幅桿一起更換。
實施例3、連接裝置，在實施例2基礎(chǔ)上，連接裝置為可拆卸結(jié)構(gòu)，它由軸向螺紋和斜面5組成，連接裝置通過螺紋與變幅桿固定，斜面使軸向壓力變?yōu)閺较驂毫⒐ぞ哳^卡住。
實施4、連接裝置，在實施例2基礎(chǔ)上，連接裝置體積很小、被視為剛體，是變幅桿的負(fù)載。它的存在與否不會對振動狀態(tài)造成多大影響。
實施例5、連接裝置，在實施例2基礎(chǔ)上，變幅桿組成新的振動系統(tǒng)體系，新的自然諧振頻率等于工作頻率，變幅桿是二分之一波長的整數(shù)倍。
實施6、連接裝置，在實施例2基礎(chǔ)上，連接裝置的螺紋是內(nèi)螺紋或外螺紋。
權(quán)利要求
1.一種超聲波變幅桿與工具頭的振動模式，其特征在于將工具頭視為剛體，不參與彈性振動，只作為變幅桿的負(fù)載存在，它的體積相對變幅桿很小，變幅桿的末端即彈性波的邊界，且近似于自由端；工具頭的長短、有無與振動系統(tǒng)無關(guān)，工具頭通過連接裝置與變幅桿固定連接。
2.一種如權(quán)利要求1所述超聲波變幅桿與工具頭的振動模式的連接裝置，其特征在于工具頭的主體就是變幅桿的細(xì)端，刃口為小塊工具鋼、用焊接或強(qiáng)力膠粘接在主體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接裝置，其特征在于連接裝置為可拆卸結(jié)構(gòu)，它由軸向螺紋和斜面組成，連接裝置通過螺紋與變幅桿固定，斜面使軸向壓力變?yōu)閺较驂毫⒐ぞ哳^卡住。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接裝置，其特征在于連接裝置體積很小、被視為剛體，是變幅桿的負(fù)載。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接裝置，其特征在于它與變幅桿共同組成新的振動系統(tǒng)體系，新的自然諧振頻率等于工作頻率，變幅桿是二分之一波長的整數(shù)倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接裝置，其特征在于連接裝置的螺紋是內(nèi)螺紋或外螺紋。
全文摘要
本發(fā)明是涉及超聲波換熱器變幅桿與工具頭的一種振動方式及其相應(yīng)的連接裝置。超聲波變幅桿與工具頭的振動模式，將工具頭視為剛體，不參與彈性振動，只作為變幅桿的負(fù)載存在，它的體積相對變幅桿很小，變幅桿的末端即彈性波的邊界，且近似于自由端；工具頭的長短、有無與振動系統(tǒng)無關(guān)，工具頭通過連接裝置與邊幅桿固定連接。連接裝置，工具頭的主體就是變幅桿的細(xì)端，刃口為小塊工具鋼，焊接或用強(qiáng)力膠粘接在主體上。工具頭只作為變幅桿的負(fù)載存在，是彈性波的邊界，近于自由端，不參與彈性振動，與振動系統(tǒng)無關(guān)，傳輸效率相對提高。
文檔編號B23P9/04GK1454743SQ0211698
公開日2003年11月12日 申請日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者李素偉 申請人:李素偉, 劉鵬宇