超声波传导研磨模块的制作方法

超声波传导研磨模块
【技术领域】
1.本发明涉及一种研磨装置，具体涉及一种超声波传导研磨模块。


背景技术：

2.磨床是一种以研磨轮(例如砂轮)将工件之多余量磨除，以获得该工件所需之形状、尺寸或精密加工面的加工机。现有磨床于研磨工件的过程中，伴随产生的工件碎屑会堆积于该研磨轮上，必需予以清除，例如以水冲洗，相当困扰及不便；同时无法提升研磨效率和降低研磨片磨耗等问题。
3.事实上，超声波技术的应用已泛用于切削用的加工机，即以超声波主轴为例，其主要是利用超声波振动源的高频振动，使得装设于该主轴的刀具能产生高频振荡，让该刀具能有效地降低切削阻力，以便将工件表面的微粒一一分离。当该工件为又硬又脆的材料，例如玻璃、陶瓷、二氧化锆
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时，若能以超声波加工机来进行加工，不但可使加工所产生的碎屑变得更为细薄，同时能延长该刀具使用寿命。
4.因此，如何在该磨床配置超声波振动源，使该研磨轮在研磨工件的过程中，能够利用该超声波振动源的高频振动，使得在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该研磨轮的径向振动而掉落，乃相关业者亟待克服的难题。


技术实现要素：

5.本发明主要目的在于提供一种超声波传导研磨模块，其能够直接内建于磨床加工机或装设于刀把内，使得在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该超声波传导研磨模块的作用下，让至少一个研磨轮形成的径向高频振动而掉落外，同时能获致提升研磨效率和降低研磨片磨耗的优点。
6.为达成前述之目的，本发明所采取的技术方案是：
7.提供一种超声波传导研磨模块，其包括：
8.振动源，包括复数片的压电片和具有至少一片第一导电片及至少一片第二导电片的导电片组，所述导电片组用以将所述压电片形成并联组态，且所述压电片邻接有弹性体，以及穿过所述弹性体及所述压电片的结合件；
9.转向件，供所述结合件穿设，且外侧设有锥形体；以及
10.振幅杆，振幅杆的内侧径向突设有接环，外侧则轴向延伸接装至少一个研磨轮的轴杆，所述轴杆内侧轴向开设有与所述锥形体呈锥度互补的锥形槽；且所述轴杆内还轴向设置有与所述锥形槽相连通且供所述结合件锁接的锁接孔；
11.在施予规律的频率与正电压时，所述压电片交错地被拉长与复原并产生轴向高频振动，所述轴向高频振动传递至呈互补型态的转向件上的锥形体和振幅杆上的锥形槽，以即形成径向高频振动。
12.在一个实施例中，所述转向件系由金属制成，其内侧邻接所述第二导电片中的一片，以形成电连接。
13.在一个实施例中，所述接环轴向开设复数个连接孔，各连接孔供连接件穿设后，锁接于加工机、刀把或砂轮机的法兰，带动所述超声波传导研磨模块随着所述加工机、刀把或法兰同步旋转。
14.所述加工机是平面磨床、外径磨床或内孔磨床。
15.在一个实施例中，所述至少一个研磨轮包括第一研磨轮和第二研磨轮；所述第一研磨轮和第二研磨轮接装于所述轴杆，且所述轴杆在所述第一研磨轮和第二研磨轮之间进一步接装有间隔环。
16.为达成前述之目的，本发明所提供的另一技术方案是：
17.提供一种超声波传导研磨模块，其包括：
18.振动源，包括复数片的压电片和具有至少一片第一导电片及至少一片第二导电片的导电片组，所述导电片组用以将所述压电片形成并联组态，且所述压电片邻接有弹性体，以及穿过所述弹性体及所述压电片的结合件；
19.振幅杆，振幅杆的内侧径向突设有接环，外侧则轴向延伸接装至少一个研磨轮的轴杆，所述轴杆的外侧轴向开设有锥形槽，轴杆的对向侧开设有与所述锥形槽相连通的杆槽；
20.中继杆，供所述结合件穿设，并套设于所述杆槽内；以及
21.转向件，其具有套设于所述锥形槽内且与锥形槽呈锥度互补的锥形体，所述锥形体邻接于所述中继杆，并轴向开设有供所述结合件锁接的螺接孔；
22.在施予规律的频率与正电压时，所述压电片交错地被拉长与复原并产生轴向高频振动，所述轴向高频振动传递至呈互补型态的转向件上的锥形体和振幅杆上的锥形槽，以即形成径向高频振动。
23.在一个实施例中，所述中继杆系由金属制成，其内侧邻接所述第二导电片中的一片，以形成电连接。
24.在一个实施例中，所述接环轴向开设复数个连接孔，各连接孔供连接件穿设后，并锁接于加工机或刀把，使得所述超声波传导研磨模块能随着所述加工机或刀把同步旋转。
25.所述加工机是平面磨床、外径磨床或内孔磨床。
26.在一个实施例中，所述至少一个研磨轮包括第一研磨轮和第二研磨轮；所述第一研磨轮和第二研磨轮接装于所述轴杆，且所述轴杆在第一研磨轮和该第二研磨轮之间进一步接装有间隔环。
27.实施本发明的技术方案的有益效果在于，通过所述轴向高频振动传递至呈互补型态的转向件上的锥形体和振幅杆上的锥形槽时，即形成径向高频振动，使得工件在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该径向高频振动的作用下而掉落，同时能获致提升研磨效率和降低研磨片磨耗的优点。
28.【附图简要说明】
29.下面结合附图进一步揭示本发明的具体技术内容，其中：
30.图1为本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例的立体分解图；
31.图2为本发明提供的振动源的立体分解图；
32.图3为本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例的立体图；
33.图4为本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例的另一的立体图；
34.图5为本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例在研磨过程中的剖面图；
35.图6为图5所示在研磨过程中的超声波传递示意图；
36.图7为本发明提供的超声波传导研磨模块第二实施例的立体分解图；以及
37.图8为本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例在研磨过程中的剖面图。
38.符号说明：
39.振动源1
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压电片11
40.导电片组12
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第一导电片121
41.第二导电片122
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绝缘内环13
42.弹性体14
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结合件15
43.转向件2
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穿孔21
44.锥形体22
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螺接孔23
45.振幅杆3
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接环31
46.连接孔311
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轴杆32
47.锥形槽321
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锁接孔322
48.杆槽323
49.研磨轮4
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第一研磨轮41
50.第一套孔411
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第二研磨轮42
51.第二套孔421
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间隔环43
52.中继杆5
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通孔51
53.箭头a
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轴向高频振动b
54.径向高频振动c
【具体实施方式】
55.如图1至图6所示，本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例包括振动源1，转向件2，振幅杆3，以及至少一个研磨轮4。
56.如图1及图2所示，振动源1包括复数片的压电片11和具有至少一片第一导电片121及至少一片第二导电片122的导电片组12，该导电片组12用以将压电片11形成一并联组态。压电片11供绝缘内环13穿设且后方邻接有弹性体14，例如高分子弹性材料(诸如橡胶或硅胶等)；另将结合件15(例如螺杆)穿过弹性体14、绝缘内环13和转向件2，并接装于振幅杆3，使振动源1轴向连接于振幅杆3。
57.在另一实施例中，当结合件15采用绝缘材料时，则能免除绝缘内环13的设置。
58.转向件2轴向开设有供结合件15穿设的穿孔21，转向件2系由金属，例如铜或铜合金制成，转向件2的一侧，例如内侧邻接有第二导电片122中的一片，以形成电连接，而另一侧，例如外侧则设有锥形体22。
59.振幅杆3为t形座体，其一侧，例如内侧径向突设有接环31，接环31轴向开设复数个连接孔311，各连接孔311供一连接件(习知未予图示)穿设后，并锁接于习知的加工机，例如主轴，或刀把，或者砂轮机的法兰等，使得该超声波传导研磨模块能随着该主轴、刀把或法兰同步旋转。其中加工机系选自平面磨床、外径磨床或内孔磨床等。再者，振幅杆3的另一侧，例如外侧则轴向延伸接装至少一个研磨轮4的轴杆32，轴杆32内侧轴向开设有与锥形体
22呈锥度互补的锥形槽321；且轴杆32内还轴向设置与锥形槽321相连通且供结合件15锁接的锁接孔322(请参阅图5)。
60.请再参阅图1，研磨轮4包括第一研磨轮41和第二研磨轮42。第一研磨轮41具有一接装，例如紧配合于轴杆32的第一套孔411；而第二研磨轮42则具有一接装，例如紧配合于轴杆32的第二套孔421。为了将第一研磨轮41和第二研磨轮42隔开，因此轴杆32在第一研磨轮41和第二研磨轮42之间进一步接装，例如紧配合有间隔环43。
61.第一研磨轮41和第二研磨轮42可依据研磨需求选择不同目数(mesh)的研磨轮，因此当工件，例如铣刀能先在第一研磨轮41进行初次研磨后，然后再经由第二研磨轮42进行细部研磨，所以经由本发明的实施，其能够选择不同目数的研磨轮，例如第一研磨轮41和第二研磨轮42分别进行研磨作业，以免除更换研磨轮的不便。
62.依据前述对构件与连结关系的说明，本发明提供的超声波传导研磨模块第一实施例组装后后的立体型态如图3及图4所示，且该超声波传导研磨模块的接环31的各连接孔311经由连接件穿设后，以锁接于主轴、刀把或法兰，使得超声波传导研磨模块能随着主轴、刀把或法兰同步旋转。
63.请参阅图5及图6，超声波传导研磨模块使用时，主轴或刀把的电压源的一端(正极)连接到至少一片第一导电片121；而电压源的另一端(负极)则连接到至少一片第二导电片122。当压电片11表面施加正电压，因电场作用时电偶极矩会被拉长，使等压电片11为抵抗变化，会沿着电场方向拉长(如图5箭头a所示)，因此当施予规律的频率与正电压，就会使压电片11被拉长与复原以产生轴向高频振动b(显示于图5中的轴向复数个弧线)。当轴向高频振动b传递至呈互补型态的转向件2上的锥形体22和振幅杆3上的锥形槽321时，即形成径向高频振动c(显示于图5及图6中的径向复数个弧线)，使得工件在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该径向高频振动c的作用下而掉落。
64.如图7及图8所示，其分别显示本发明提供的超声波传导研磨模块第二实施例的立体分解图和组立后的剖面图，该第二实施例相较于第一实施例，相同的标号(符号)用以表示相同的构件，由于该第二实施例与第一实施例分享许多共享的构件，因而仅将两者的差异处详予说明于后。
65.该实施例钟，振幅杆3亦为一t形座体，其一侧，例如内侧径向突设接环31，接环31轴向开设复数个连接孔311。振幅杆3的另一侧，例如外侧则轴向延伸接装至少一个研磨轮4的轴杆32。轴杆32的外侧轴向开设锥形槽321，而另一侧，亦即内侧则开设与该锥形槽321相连通的杆槽323。
66.另将中继杆5套设于杆槽323内，且中继杆5轴向开设供结合件15穿设的通孔51。中继杆5系由金属，例如铜或铜合金制成，其一侧，例如内侧邻接第二导电片122中的一片，以形成电连接。
67.转向件2具有一套设于锥形槽321内且与锥形槽321呈锥度互补的锥形体22，锥形体22邻接于中继杆5，并轴向开设供结合件15锁接的螺接孔23。
68.依据前述对构件与连结关系的说明，本发明提供的超声波传导研磨模块第二实施例组立后的剖面型态如图8所示，且该超声波传导研磨模块的接环31的各连接孔311经由连接件穿设后，以锁接于主轴、刀把或法兰，使得超声波传导研磨模块能随着主轴、刀把或法兰同步旋转。
69.请再参阅图8，该超声波传导研磨模块使用时，主轴或刀把的电压源的一端(正极)连接到至少一片第一导电片121；而电压源的另一端(负极)则连接到至少一片第二导电片122。当压电片11表面施加负电压，因电场作用时电偶极矩会被挤压，使等压电片11为抵抗变化，会沿着电场方向挤压(如图8箭头a所示)，因此当施予规律的频率与负电压，就会使压电片11被挤压与复原以产生轴向高频振动b(显示于图8中的轴向复数个弧线)。当轴向高频振动b传递至呈互补型态的转向件2上的锥形体22和振幅杆3上的锥形槽321时，即形成径向高频振动c(显示于图8中的径向复数个弧线)，使得工件在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该径向高频振动c的作用下而掉落。
70.所以，经由本发明的实施，其获致的功效在于，通过将轴向高频振动传递至呈互补型态的转向件上的锥形体和振幅杆上的锥形槽时形成的径向高频振动，使得工件在研磨过程中所产升的工件碎屑能够藉由该径向高频振动的作用下而掉落，同时能获致提升研磨效率和降低研磨片磨耗的优点。再者，该超声波传导研磨模块能锁接于主轴或刀把，使得该超声波传导研磨模块能随着主轴或刀把同步旋转。尤有进者，该超声波传导研磨模块的振幅杆能接装至少一个研磨轮，例如第一研磨轮和第二研磨轮分别进行研磨作业，以免除更换研磨轮的不便，堪称同类物品前所未见的一大佳构。
71.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。