一種便攜式超聲波切刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種通用型超聲波切割設(shè)備，它是一種便攜式超聲波切刀，適用于解決在食品行業(yè)軟性、粘性和脆性材料與橡膠行業(yè)韌性、粘性材料難以加工的問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有的超聲波切割設(shè)備，主要有超聲波驅(qū)動(dòng)電源、壓電陶瓷換能器、變幅桿和工具頭構(gòu)成，這種設(shè)備的壓電陶瓷換能器通過(guò)壓環(huán)的過(guò)盈配合固定在換能器外殼內(nèi)，壓電陶瓷換能器工作端通過(guò)變幅桿將振幅放大和傳遞，作用在工具頭上，壓電陶瓷換能器通過(guò)信號(hào)電纜線連接超聲波驅(qū)動(dòng)電源，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷換能器將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而工具頭一方面是進(jìn)一步的放大振幅，另一方面是輸出超聲波，利用刀刃的類似刃口，將超聲波能量集中輸出到被切割材料的切割部位，該部位在巨大的超聲波能量的作用下，只要很小的切割力就可以達(dá)到切割材料的目的，但在長(zhǎng)期作業(yè)下，因能量的長(zhǎng)期作用的原因，使設(shè)備的溫度升高、工具頭震裂或崩邊以致設(shè)備損壞，不但給設(shè)備帶來(lái)?yè)p害給公司帶來(lái)?yè)p失，如果不注意碎渣不能完全處理，將會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)很大的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于工具頭發(fā)熱、裂紋、崩邊等問(wèn)題，提供一種有高強(qiáng)度、高韌性的新型鈦合金材料。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種便攜式超聲波切刀，主要由工具頭、半波長(zhǎng)變幅桿、1/4波長(zhǎng)變幅桿、壓電陶瓷換能器、壓環(huán)、0型圈A、定位銷A、換能器外殼、后蓋、擋風(fēng)板、固定螺絲、緊固上環(huán)、緊固下環(huán)、0型圈B、定位銷B組成，其壓電陶瓷換能器通過(guò)高強(qiáng)螺絲與1/4波長(zhǎng)變幅桿連接，1/4波長(zhǎng)變幅桿的另一端通過(guò)螺栓連接半波長(zhǎng)變幅桿的大端，半波長(zhǎng)變幅桿的小端通過(guò)螺栓連接工具頭，半波長(zhǎng)變幅桿零振點(diǎn)的上下位置裝有0型圈A，用緊固上環(huán)和緊固下環(huán)通過(guò)過(guò)盈配合將其加緊，在零振點(diǎn)的相對(duì)位置當(dāng)有定位銷A，防止半波長(zhǎng)變幅桿轉(zhuǎn)動(dòng)，1/4波長(zhǎng)變幅桿零振點(diǎn)的上下位置裝有0型圈B，通過(guò)壓環(huán)將壓電陶瓷換能器固定在換能器外殼的內(nèi)部，在零振點(diǎn)的相對(duì)位置當(dāng)有定位銷B，換能器外殼的后端外表面做有地線接入口，換能器外殼的后端裝有過(guò)盈配合的后蓋，后蓋上裝有固定螺絲將擋風(fēng)板固定，后蓋上開(kāi)有進(jìn)風(fēng)口和航插接線口，1/4波長(zhǎng)變幅桿上做有出氣孔，使冷卻空氣保持順暢，航插接線口通過(guò)電纜線與超聲波驅(qū)動(dòng)電源連接的信號(hào)電纜線接入口。
[0006]本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案還可以是:
[0007]本實(shí)用新型所述的工具頭(1)為帶有不同圓弧和切刃帶有不同角度，工具頭(1)形狀為切刀刃部、刀身薄面、刀身圓弧和底座，工具頭(1)整體寬度設(shè)置為82.5或者是95、120、190.5、250、300、305、310、350、356 毫米的新興鈦合金材料。
[0008]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理如下:
[0009]1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):壓電陶瓷換能器通過(guò)高強(qiáng)螺絲與1/4波長(zhǎng)變幅桿連接，1/4波長(zhǎng)變幅桿的另一端通過(guò)螺栓連接半波長(zhǎng)變幅桿的大端，半波長(zhǎng)變幅桿的小端通過(guò)螺栓連接工具頭，半波長(zhǎng)變幅桿零振點(diǎn)的上下位置裝有0型圈A，用緊固上環(huán)和緊固下環(huán)通過(guò)過(guò)盈配合將其加緊，在零振點(diǎn)的相對(duì)位置當(dāng)有定位銷A，防止半波長(zhǎng)變幅桿轉(zhuǎn)動(dòng)，1/4波長(zhǎng)變幅桿零振點(diǎn)的上下位置裝有0型圈B，通過(guò)壓環(huán)將壓電陶瓷換能器固定在換能器外殼的內(nèi)部，在零振點(diǎn)的相對(duì)位置當(dāng)有定位銷B，換能器外殼的后端外表面做有地線接入口，換能器外殼的后端裝有過(guò)盈配合的后蓋，后蓋上裝有固定螺絲將擋風(fēng)板固定，后蓋上開(kāi)有進(jìn)風(fēng)口和航插接線口，1/4波長(zhǎng)變幅桿上做有出氣孔，使冷卻空氣保持通暢，航插接線口通過(guò)電纜線與超聲波驅(qū)動(dòng)電源連接的信號(hào)電纜線接入口。
[0010]其工具頭所采用的材料是本公司與國(guó)家中科院合作，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究的一種新型鈦合金，以 TCll(T1-13V-llCr-3Al)為藍(lán)本，研究出 TCll-y (T1-8V-llCr-3Al_2Mo)的一種鈦合金材料，不但成型性良好，具有一定的抗裂紋能力，且具有更高的強(qiáng)度，很好的解決了因材料強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致的溫度升高、工具頭震裂或崩邊的原因。
[0011]利用本實(shí)用新型超聲波切割設(shè)備對(duì)主要應(yīng)用于煉膠機(jī)輸出的生膠分切、管子切害J、凍肉、糖果、巧克力切割、食品加工行業(yè)等。
[0012]本實(shí)用新型的加工原理:超聲波切割原理是通過(guò)超聲波發(fā)生器將50/60HZ電流轉(zhuǎn)換成20、30或40KHZ電能。被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械振動(dòng)，隨后機(jī)械振動(dòng)通過(guò)一套可以改變振幅的變幅桿傳遞到切割刀。切割刀將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待切割工具的切割面，在該區(qū)域，振動(dòng)能量通過(guò)激活橡膠分子能，打開(kāi)分子鏈的方式對(duì)膠料進(jìn)行切割，由于切割刀在做超聲波振動(dòng)，摩擦阻力特別小，被切割材料不易粘在刀片上。這對(duì)粘性和彈性材料、冰凍材料，如食品，橡膠材料，不便加壓力的物體等，特別有效。
[0013]—套超聲波切割系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器(驅(qū)動(dòng)電源)、超聲波換能器、變幅桿、切割刀(工具頭)及各輸出線路、控制線路。超聲波驅(qū)動(dòng)電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高電壓交流電流，輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器件，它能將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來(lái)回伸縮運(yùn)動(dòng)。伸縮運(yùn)動(dòng)的頻率等同于驅(qū)動(dòng)電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)，二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀(工具頭)一方面進(jìn)一步放大振幅，聚焦超聲波。另一方面是輸出超聲波，利用切割刀的類似刃口，將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下，瞬間軟化、熔化，強(qiáng)度大大下降。此時(shí)，只要施加很小的切割力，就可達(dá)到切割材料的目的。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]—、在橡膠切割方面:
[0016]1.功率高，可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作；
[0017]2.可靠性高，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)；
[0018]3.重量輕，便于攜帶；
[0019]4.切割精度高，膠料不變形。
[0020]5.易應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)
[0021]6.切割面光潔度好，粘結(jié)性能好。
[0022]7.速度快，效率高，無(wú)污染。
[0023]二、在食品切割方面:
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