具体实施方式

为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是，这些具体实施例仅为本发明代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应的具体实施例。又，图中各装置仅系用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述，合先叙明。

此外，本创作装置或元件前的不定冠词“一”、“一种”和“一个”对装置或元件的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一”应被解读为包括一或至少一，并且单数形式的装置或元件也包括复数形式，除非所述数量明显指单数形式。

请参考图1、图2及图3。图1系绘示根据本发明的一具体实施例的超音波振动加工装置1的示意图。图2系绘示图1的超音波振动加工装置1的侧视图。图3系绘示图1的超音波振动加工装置1的剖面示意图。本发明的超音波振动加工装置1可应用于刀具。在本具体实施例中，超音波振动加工装置1包含固定构件11、振动构件12以及扭转构件13。固定构件11连接振动构件12的一端，并且振动构件12的另一端连接扭转构件13。于实务中，固定构件11的一端可固定于工作机台(图未示)，并且固定构件11的另一端连接振动构件12。固定构件11、振动构件12以及扭转构件13可沿着中心轴1213方向依序排列。刀具可设置于扭转构件13上，并且工件可设置于扭转构件13的下方。

在本具体实施例中，振动构件12包含本体121。本体121包含第一端面1211、第二端面1212以及中心轴1213，并且第一端面1211以及第二端面1212相对设置于本体121的两端。振动构件12用以接收电能并且根据电能以中心轴1213的方向产生具有振动频率的振动。于实务中，振动构件12可为一圆柱体，并且中心轴1213为圆柱的轴心。第一端面1211以及第二端面1212分别位于圆柱体的两端。振动构件12的第一端面1211连接固定构件11。由于固定构件11固定于工作机台上，因此，当振动构件12产生振动时，振动构件12的第一端面1211固定不动，并且振动构件12以第二端面1212进行振动。振动构件12可由多个压电元件(如由压电材料所形成的压电板)所组成的压电构件。因此，当压电构件接收电能时，压电构件将根据电能伸长或缩短，进而产生振动。进一步地，压电构件伸缩的方向与中心轴1213的方向相同，也就是说，当振动构件12接收电能时，振动构件12以中心轴1213的方向(图1中的Z轴方向)产生具有一振动频率的直线振动。而振动构件12不限于前述的压电构件，振动构件12也可为其他类型。在另一具体实施例中，振动构件12系为磁伸缩构件，并且振动构件12的材料可为磁性材料。当振动构件12接收电能时，振动构件12会因磁场的变化而产生磁伸缩现象，使得振动构件12的长度发生变化，进而产生振动。

请再参阅图3。在本具体实施例中，扭转构件13包含第一表面131。第一表面131连接振动构件12的第二端面1212，并且第一表面131的面积大于第二端面1212的面积。扭转构件13可为圆盘形的元件，并且扭转构件13的第一表面131可靠附于振动构件12的第二端面1212。因此，当振动构件12以一振动频率振动时，振动构件12可将振动传递至扭转构件13，以使扭转构件13也以该振动频率进行振动，并产生对应该振动频率的振动模态。于实务中，扭转构件13的振动模态可包含与振动构件12的振动方向相同的直线振动，以及以振动构件12的中心轴1213为中心的扭转运动。进一步地，扭转构件13的振动模态可对应多个振动频率。举例来说，扭转构件13在28.7KHz、58.2KHz具有沿Z轴方向的直线振动模态；而在20.5KHz、53.8KHz、80.2KHz、89.3KHz、122KHz、130KHz、151KHz具有扭转的振动模态。此外，扭转构件13的轴心以及振动构件12的中心轴1213位于同一直线上，因此，当振动构件12将振动传递至扭转构件13时，扭转构件13可将圆盘中心的振动均匀的向外传送至外缘。

请参考图1、图3及图4。图4系绘示图1的超音波振动加工装置1的仰视图。在本具体实施例中，扭转构件13包含第二表面132、第一凹槽结构135、第二凹槽结构136以及多个孔洞结构137。第二表面132相对于第一表面131，第一凹槽结构135设置于第一表面131上并且环设于振动构件12，并且第二凹槽结构136以及多个孔洞结构137设置于第二表面132上。进一步地，多个孔洞结构137呈环状排列，并且第二凹槽结构136环设于孔洞结构137。第一凹槽结构135可为图1的环形凹槽，而第二凹槽结构136也可为环形凹槽，并且第一凹槽结构135以及第二凹槽结构136的断面形状可为圆弧形，但实务中并不限于此。而每个孔洞结构137皆与振动构件12的中心轴1213形成一角度A。由于孔洞结构137具有角度A，使得扭转构件13的厚度产生变化。而角度A可为10-20度之间，但不限于此，角度A也可根据结构的设计而调整。如图3所示，扭转构件13位于孔洞结构137的厚度自轴心往外缘的方向逐渐变化。当振动构件12于Z轴方向带动扭转构件13振动时，扭转构件13位于厚度变化的位置较容易产生振动模态的变化。进一步地，由于孔洞结构137具有角度A，因此孔洞结构137可藉由角度A改变扭转构件13的厚度，以使扭转构件13具有X轴方向的变形。也就是说，振动构件12所提供于Z轴方向的振动经由孔洞结构137被拆分为部分Z轴方向振动以及部分X轴方向振动，使得扭转构件13产生径向(即为X轴方向)延展或收缩，进而产生扭转运动。相同地，第一凹槽结构135以及第二凹槽结构136皆为圆弧形的凹槽，使得扭转构件13于第一凹槽135以及第二凹槽136处的厚度产生变化。因此，当振动构件12带动扭转构件13振动时，扭转构件13位于第一凹槽结构135及第二凹槽结构136的位置产生径向(即为X轴方向)延展或收缩，进而产生扭转运动。因此，当振动构件12以扭转构件13产生扭转模态的振动频率驱动扭转构件13振动时，扭转构件13的扭转模态与振动频率相互耦合进而产生扭转运动。

请参考图3及图5。图5系绘示根据本发明的一具体实施例的超音波振动加工装置1以及刀具2的示意图。在本具体实施例中，扭转构件13进一步包含安装孔138。安装孔138设置于扭转构件13的第二表面132上，并且用以固定刀具2于其中。进一步地，安装孔138的中心位于振动构件12的中心轴1213的延伸位置上，并且扭转构件13的第二凹槽结构136以及孔洞结构137环设于安装孔138的周围。于实务中，刀具2具有匹配扭转构件13的安装孔138的安装结构，以透过安装结构安装于安装孔138之中。当刀具2设置扭转构件13的安装孔138上时，扭转构件13所产生扭转运动可传递至刀具2，以使刀具2可随着扭转构件13产生扭转运动。进一步地，振动构件12所产生的振动也可透过扭转构件13传递至刀具2。因此，刀具2可以垂直撞击及磨蚀的方式对工件进行加工，进而提高加工效率。此外，由于刀具2的振动方式系由振动构件12以及扭转构件13所产生的振动方式而被驱动，因此，当在加工的过程中需更换刀具时，仅需寻找扭转构件13及刀具2的扭转运动的振动模态，而不需更换匹配刀具的刀具座，以节省成本以及加工时间。

请再参照图3。如图3所示，在本具体实施例中，超音波振动加工装置1进一步包含预紧螺丝14。预紧螺丝14用以固定固定构件11、振动构件12以及扭转构件13。于实务中，固定构件11、振动构件12以及扭转构件13皆包含匹配预紧螺丝14的螺丝孔结构。而预紧螺丝14可穿过固定构件11、振动构件12以及扭转构件13，并且将三者紧密连接在一起，以确保振动构件12所产生的振动能够完整地传递至扭转构件13，进而提高加工效率以及加工精度。

请参考图6。图6系绘示根据本发明的一具体实施例的超音波振动加工装置1以及电源供应器15的示意图。在本具体实施例中，超音波振动加工装置1进一步包含电源供应器15连接振动构件。电源供应器15提供电能驱动振动构件12产生振动。于实务中，电源供应器15所提供的电能可为交流电，并且交流电包含一电压转换频率。电压转换频率可为振动构件12所产生的振动频率，并且振动构件12可根据电源供应器15所供的电压转换频率产生相对应的振动频率的振动。进一步地，电源供应器15可提供一频率范围的电能，使得电源供应器15可藉由扫频的方式使振动构件12产生不同频率的振动，进而使扭转构件13于特定频率下发生扭转运动。举例来说，电源供应器15可提供50Hz至100Hz的电能驱动振动构件12振动，此时，振动构件12分别以50Hz至100Hz的振动频率带动扭转构件13振动。当振动频率为80.2KHz、89.3KHz时，扭转构件13皆发生扭转运动。请注意，电源供应器15可提供的电压转换频率范围不限于此，电压转换频率范围可根据设计或需求而决定。因此，当在加工的过程中需更换刀具时，仅需寻找扭转构件13及刀具2的扭转运动的振动频率，以节省加工时间并提高加工效率。

综上所述，本发明的超音波振动加工装置可藉由振动构件以及扭转构件产生轴向振动及扭转振动，以使刀具可垂直撞击以及研磨工件，进而提高加工精度并提高效率。并且，扭转构件可透过第一凹槽结构、第二凹槽结构及孔洞结构，产生扭转模态，进而节省加工时间。此外，本发明的超音波振动加工装置系藉由振动构件以及扭转构件的振动驱动刀具加工工件，因此，当超音波振动加工装置在加工过程中更换刀具时，超音波振动加工装置不需更换匹配刀具的扭转结构，需重新寻找扭转构件13及刀具2的扭转运动的的振动模态，以提高效率并降低成本。

藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。