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一种新型超声波切割刀具的制作方法

时间:2022-01-22 阅读: 作者:专利查询

一种新型超声波切割刀具的制作方法

1.本实用新型涉及超声波切割的技术领域,具体涉及一种新型超声波切割刀具。


背景技术:

2.由于超声波对人体无害等特性,其在现代医疗设备中的应用越来越广泛。特别是在医疗领域,超声波骨组织切割技术的发展尤其受到人们的重视。在医疗操作的过程中,通常需要对骨组织等硬质材料进行有效地切割。在传统情况下,一般采用骨锯等工具进行上述工作。但此类工具不仅使用程序繁琐,而且存在比较严重的安全问题。因此,利用超声波技术设计新的硬质材料切割破坏工具越来越受到人们的重视。
3.现有的超声波切割刀普遍存在着发热量大,现有的方式是通过外部连接冷却管对正刀头进行冷却处理,由于冷却管附着在超声波切割刀外侧,造成超声波切割刀整体体积变大,使得超声波切割刀不能在小空间的位置进行使用,影响超声波切割刀的使用范围,且在使用过程中,冷却管的开口容易出现移位,影响刀头的冷却效果,影响超声波切割刀后续的使用及切割效率;现有的超声波切割刀还存在着机械损伤严重的问题,现有的超声波切割刀的刀杆与刀头连接方式多为直筒式连接,由于超声波换能器的超声波传递直接通过刀杆轴向传递至刀头,由于无缓解结构,扰动力矩对超声波传递效率的造成影响,影响超声能量的利用率及传递,影响超声波切割刀的切割效果,且刀头的一般采用v刃的开刃结构,但v刃的开刃结构无缓冲结构,在切割过程中,由于刀头冲击切割物是产生的反冲力会导致刀刃的开刃结构出现崩口,影响后续的正常使用;现有的超声波切割刀的刀杆与刀头多为一体结构,无法拆卸,当出现磨损时,需要整体更换,增加后续的维护成本严重限制了超声波切割刀的实际应用。因此,在现有超声波切割刀的基础上进行新的技术改良逐渐成为了人们关注的重点。


技术实现要素:

4.本项实用新型是针对现在的技术不足,提供一种新型超声波切割刀具。
5.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:
6.一种新型超声波切割刀具包括冷却装置、超声波激励装置及刀具结构,所述超声波激励装置的一端与所述冷却装置连接,所述超声波激励装置的另一端与所述刀具结构连接,所述超声波激励装置包括变幅杆结构、超声波换能器组件及连杆结构,所述变幅杆结构、连杆结构及刀具结构均设有贯穿通道,所述连杆结构与所述变幅杆结构之间设有可拆卸连接构及密封加强结构,所述连杆结构的头端还设有螺杆,所述冷却装置设有螺纹孔,所述连杆结构与所述冷却装置通过螺杆与所述螺纹孔连接构成可拆卸连接,所述刀具结构包括刀杆结构及可拆卸刀片。
7.作进一步改进,所述可拆卸连接结构包括螺杆一及螺纹孔一,所述变幅杆结构的端部外侧设有环形块及连接法兰,所述变幅杆结构的还设有台阶孔,所述螺杆一插入到所述台阶孔内,并与所述螺纹孔一连接,所述螺纹孔一设置所述台阶孔的内侧,所述螺杆一设
置在所述连杆结构的尾端,所述螺杆一设有衔接部分,所述衔接部倒有斜面,所述台阶孔还倒有与所述斜面配合的斜面一,所述螺杆一还设有环形凹槽。
8.作进一步改进,所述密封加强结构包括两个密封圈,其中一所述密封圈设置在所述环形凹槽内,另一所述密封圈设置在所述斜面与斜面一之间。
9.作进一步改进,所述连杆结构还设有外螺纹,所述外螺纹设有固定螺母,所述超声波换能器组件设置在所述固定螺母与环形块之间,所述超声波换能器组件包括两超声波换能器,两所述换能器均包括压电陶瓷片及电极片。
10.作进一步改进,所述变幅杆结构的尾端设有螺纹孔二,所述刀杆结构包括连接部、刀杆及刀头连接部,所述刀杆设置在所述连接部与刀杆连接部之间,所述连接部设有螺杆二,所述螺杆二插入到所述变幅杆结构尾端内并与螺纹孔二连接构成可拆卸连接。
11.作进一步改进,所述连接部与刀杆之间的衔接处倒有凹陷圆弧面,所述刀杆与刀头连接部之间的衔接处倒有凹陷圆弧面一,所述凹陷圆弧面及凹陷圆弧面一的剖面结构均为圆弧结构。
12.作进一步改进,所述凹陷圆弧面的圆弧结构的半径为8mm-20mm,所述凹陷圆弧面一的圆弧结构的半径为3mm-6mm。
13.作进一步改进,所述刀头连接部设有螺纹孔三,所述可拆卸刀片包括连接座及刀片,所述连接座设有螺杆三,所述可拆卸刀片通过连接座与所述刀头连接部连接。
14.作进一步改进,所述刀片设有开刃结构,所述开刃结构为蛤刃结构,所述刀片设有槽口及冷却液排出口,所述槽口的端部两侧均设有排泄斜面。
15.作进一步改进,所述变幅杆结构的长度为10-90mm,所述变幅杆结构的直径为3-30mm。
16.本实用新型的有益效果:本实用新型通过在超声波切割刀具内设置冷却装置、贯穿通道及冷却液排出口使得超声波切割刀具冷却功能的同时,缩小超声波切割刀具的体积,使得超声波切割刀具可用于小空间位置的使用,提高使用范围,并且由于冷却液排出口设置在所述刀片上,冷却液排出口位置不会因使用过程而出现移位,保证可拆卸刀片的冷却效果,从而保证可拆卸刀片的切割效果;通过设置凹陷圆弧面及凹陷圆弧面一使得刀杆结构具有一定的缓解作用,有效降低变幅杆结构轴向超声波传递过程中,降低扰动力矩对超声波传递效率的影响,提高超声能量的利用率,提高新型超声波切割刀具的切割效率;通过设置蛤刃结构的开刃结构,由于蛤刃结构具有一定的圆弧状,根据刀具学理论,该圆弧状的r角可辅助刀片斩开硬质韧性物体时,可辅助消除硬质韧性体的移动,同时又可避免硬质韧性体瞬间回复时所产生的摩擦力,使得斩切更省力,并且使得刀片更加耐用,防止出现崩刀的情况出现,且通过设置槽口用于提高冷却液的扩散,提供冷却效果,以及设置排泄斜面用于提高排屑,减少切割时产生的碎屑附着在刀片表面影响散热效果。
17.本实用新型通过设置螺杆及螺纹孔,使得连杆结构与所述冷却装置构成可拆卸连接,通过设置可拆卸连接结构使得变幅杆结构与连杆结构之间构成可拆卸连接,通过设置螺杆二及螺纹孔二使得变幅杆结构与刀杆结构构成可拆卸连连接,通过设置螺纹孔三及螺杆三使得可拆卸刀片与刀头连接部构成可拆卸连接,通过采用上述的构成组合式连接,便于当单个元件出现故障或者磨损时,只需更换故障或磨损的部件即可,无需整体更换,降低维护成本。
18.下面结合附图与具体实施方式,对本实用新型进一步说明。
附图说明
19.图1为本实施例的新型超声波切割刀具整体结构示意图;
20.图2为本实施例的新型超声波切割刀具剖视示意图;
21.图3为本实施例的a放大示意图;
22.图4为本实施例的新型超声波切割刀具分解示意图;
23.图5为本实施例的刀具结构示意图。
具体实施方式
24.以下所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不因此而限定本发明的保护范围。
25.实施例,参见附图1~图5,一种新型超声波切割刀具1包括冷却装置2、超声波激励装置3及刀具结构4,所述超声波激励装置3的一端与所述冷却装置2连接,所述超声波激励装置3的另一端与所述刀具结构4连接,所述超声波激励装置3包括变幅杆结构30、超声波换能器组件31及连杆结构32,所述变幅杆结构30、连杆结构32及刀具结构4均设有贯穿通道5,所述贯穿通道5用于冷却装置2提供的冷却液的输入运输到刀具结构4,从而对切割部分进行冷却处理,降低新型超声波切割刀具1工作温度的同时,降低新型超声波切割刀具1与硬质材料接合面的温度,提高新型超声波切割刀具1的工作安全性,所述连杆结构32与所述变幅杆结构30之间设有可拆卸连接构6及密封加强结构7,所述连杆结构32的头端还设有螺杆320,所述冷却装置2设有螺纹孔20,所述连杆结构32与所述冷却装置2通过螺杆320与所述螺纹孔20连接构成可拆卸连接,从而可根据需求进行连杆结构32、冷却装置2之间的维护拆卸更换及连接,无线整体更换,降低维护成本,所述刀具结构4包括刀杆结构40及可拆卸刀片41。
26.所述可拆卸连接结构6包括螺杆一60及螺纹孔一61,所述变幅杆结构30的端部外侧设有环形块300及连接法兰301,所述变幅杆结构30的还设有台阶孔302,所述螺杆一60插入到所述台阶孔302内,并与所述螺纹孔一61连接,所述螺纹孔一61设置所述台阶孔302的内侧,所述螺杆一61设置在所述连杆结构32的尾端,所述螺杆一60设有衔接部分600,所述衔接部600倒有斜面6000,所述台阶孔302还倒有与所述斜面6000配合的斜面一3020,所述螺杆一60还设有环形凹槽603,所述可拆卸连接结构6使得变幅杆结构30与连杆结构32之间构成可拆卸连接,从而方便维护更换或升级更换,当其中一个结构出现故障时,可进行拆卸更换故障元件即可继续后面的正常使用,无线整体更换,降低维护成本,所述密封加强结构7包括两个密封圈,其中一所述密封圈设置在所述环形凹槽603内,另一所述密封圈设置在所述斜面6000与斜面一3020之间,所述密封加强结构7、斜面600及斜面一3020用于提供多重密封结构,提高变幅杆结构30与连杆结构32连接后的密封性,从而提供贯穿通道5连接密封性,保证冷却液的输送及运输。
27.所述连杆结构32还设有外螺纹321,所述外螺纹321设有固定螺母322,所述超声波换能器组件31设置在所述固定螺母322与环形块300之间,所述超声波换能器组件31包括两超声波换能器,两所述换能器均包括压电陶瓷片310及电极片311,所述固定螺母322用于将超声波换能器组件31固定在所述连杆结构32上,所述两超声波换能器用于提供双重超声波
振动驱动源,提高效率,且当其中一个超声波换能器出现故障时,另一个超声波换能器也可提供超声波振动驱动源,保证新型超声波切割刀具1的正常使用。
28.所述变幅杆结构30的尾端设有螺纹孔二303,所述刀杆结构40包括连接部400、刀杆401及刀头连接部402,所述刀杆401设置在所述连接部400与刀杆连接部402之间,所述连接部400设有螺杆二4000,所述螺杆二4000插入到所述变幅杆结构30尾端内并与螺纹孔二303连接构成可拆卸连接,所述螺杆二4000及螺纹孔二303使得变幅杆结构30与刀杆结构40构成可拆卸连连接,从而便于后续的维护更换拆卸及连接,降低维护成本。
29.所述连接部400与刀杆401之间的衔接处倒有凹陷圆弧面8,所述刀杆401与刀头连接部402之间的衔接处倒有凹陷圆弧面一9,所述凹陷圆弧面8及凹陷圆弧面一9的剖面结构均为圆弧结构,所述凹陷圆弧面8的圆弧结构的半径为8mm-20mm,所述凹陷圆弧面一9的圆弧结构的半径为3mm-6mm,所述凹陷圆弧面8及凹陷圆弧面一9用于有效降低变幅杆结构30轴向超声波传递过程中,降低扰动力矩对超声波传递效率的影响,提高超声能量的利用率,提高新型超声波切割刀具1的切割效率。
30.所述刀头连接部402设有螺纹孔三4020,所述可拆卸刀片41包括连接座410及刀片411,所述连接座410设有螺杆三4100,所述可拆卸刀片41通过连接座410与所述刀头连接部402连接,所述螺纹孔三4020及螺杆三4100使得可拆卸刀片41与刀头连接部402构成可拆卸连接,从而便于可拆卸刀片41长时间使用出现磨损后的快速更换,无需将刀头连接部402及可拆卸刀片41整体更换,降低维护成本,且便于后续的维护升级。
31.所述刀片411设有开刃结构412,所述开刃结构412为蛤刃结构,由于蛤刃结构具有一定的圆弧状,根据刀具学理论,该圆弧状的r角可辅助刀片411斩开硬质韧性物体时,可辅助消除硬质韧性体的移动,同时又可避免硬质韧性体瞬间回复时所产生的摩擦力,使得斩切更省力,并且使得刀片411更加耐用,防止出现崩刀的情况出现,所述刀片411设有槽口4110及冷却液排出口4111,所述槽口4110的端部两侧均设有排泄斜面4112,所述双侧开刃结构便于提高切割效果,以及降低刀片411与切割物的接触面积,所述冷却液排出口4111用于冷却液的喷出,所述槽口4110提高冷却液的扩散,所述槽口4110及排泄斜面4112用于提高排屑,减少切割时产生的碎屑附着在刀片411表面影响散热效果。
32.所述变幅杆结构30的长度为10-90mm,所述变幅杆结构30的直径为3-30mm。
33.本实用新型通过在超声波切割刀具内设置冷却装置、贯穿通道及冷却液排出口使得超声波切割刀具冷却功能的同时,缩小超声波切割刀具的体积,使得超声波切割刀具可用于小空间位置的使用,提高使用范围,并且由于冷却液排出口设置在所述刀片上,冷却液排出口位置不会因使用过程而出现移位,保证可拆卸刀片的冷却效果,从而保证可拆卸刀片的切割效果;通过设置凹陷圆弧面及凹陷圆弧面一使得刀杆结构具有一定的缓解作用,有效降低变幅杆结构轴向超声波传递过程中,降低扰动力矩对超声波传递效率的影响,提高超声能量的利用率,提高新型超声波切割刀具的切割效率;通过设置蛤刃结构的开刃结构,由于蛤刃结构具有一定的圆弧状,根据刀具学理论,该圆弧状的r角可辅助刀片斩开硬质韧性物体时,可辅助消除硬质韧性体的移动,同时又可避免硬质韧性体瞬间回复时所产生的摩擦力,使得斩切更省力,并且使得刀片更加耐用,防止出现崩刀的情况出现,且通过设置槽口用于提高冷却液的扩散,提供冷却效果,以及设置排泄斜面用于提高排屑,减少切割时产生的碎屑附着在刀片表面影响散热效果。
34.本实用新型通过设置螺杆及螺纹孔,使得连杆结构与所述冷却装置构成可拆卸连接,通过设置可拆卸连接结构使得变幅杆结构与连杆结构之间构成可拆卸连接,通过设置螺杆二及螺纹孔二使得变幅杆结构与刀杆结构构成可拆卸连连接,通过设置螺纹孔三及螺杆三使得可拆卸刀片与刀头连接部构成可拆卸连接,通过采用上述的构成组合式连接,便于当单个元件出现故障或者磨损时,只需更换故障或磨损的部件即可,无需整体更换,降低维护成本。
35.本实用新型并不限于上述实施方式,采用与本实用新型上述实施例相同或近似结构或装置,而得到的其他用于新型超声波切割刀具,均在本实用新型的保护范围之内。