[發明專利]一種分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置

有效

• 申請號: 201310029236.3
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN103084981A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李華;殷振;曹自洋;汪幫富;謝鷗;宋克峰;任坤;趙江江;李艷;李征
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: B24B55/02
• 分類號: B24B55/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用逆壓電效應的超聲振動聚焦汽霧冷卻領域，具體來說，涉及一種分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置。

背景技術

在材料磨削加工過程中，高速回轉的砂輪表面存在著隨砂輪一起回轉的附著氣流層，氣流層在磨削加工區形成了氣障，使冷卻液難以進入磨削加工區，致使冷卻液起不到冷卻作用。材料磨削加工過程中，由于工具切削刃在工件表面的切削、滑移和摩擦的作用，會在磨削加工區產生大量的切削熱，使磨削加工區處于高溫狀態，當溫度達到一定臨界值后，冷卻液在加工切削區產生膜沸騰，沸騰膜使大部分冷卻液很難到達磨削加工區的熱源表面，同樣致使冷卻液也起不到應有的冷卻作用。

傳統的冷卻技術采用大量澆注冷卻液的冷卻方式，基于上述原因，這種方式存在著以下多方面的問題：

1、冷卻效果差，影響加工表面質量和加工精度，并且影響切削加工效率和工具壽命；

2、在材料切削加工過程中，工具的高速旋轉會使冷卻液飛濺，其中含有的油或化學添加劑等成分造成環境污染，損害操作者的健康；

3、冷卻液循環使用成本高，廢冷卻液還會造成環境污染。

傳統的大量澆注冷卻液的冷卻方式存在的問題制約了精密與超精密加工技術的發展，近年來，國內外的專家主要致力于磨削加工區的氣流場、切削弧區強化換熱、新型冷卻液供液方式、新型冷卻介質、微量冷卻液冷卻技術等方面的研究，并取得了一定的研究成果，但是他們大都只關注了冷卻的效果，沒能很好地解決污染問題。進一步探索高效冷卻技術，在保證有效冷卻的同時，避免冷卻過程的環境污染，是精密與超精密加工技術發展面臨的重要課題，所以從保證精密切削質量和實現綠色環保兩個方面開展新型的冷卻機理與技術研究具有重要的意義。開發綠色、高效的冷卻技術已經成為精密加工技術發展的基礎和關鍵技術之一，在保證優良的冷卻效果，提高加工效率與加工質量的同時，盡量減少冷卻液的用量，從而降低環境污染、保護操作者的健康，實現綠色制造。

為了克服以上冷卻技術的不足，公開號為CN101966661A的專利文獻公開了一種超聲聚焦汽霧冷卻器，該超聲聚焦汽霧冷卻器冷卻器采用夾心式換能器結構，具有功率容量較大，汽霧聚焦能力較強的優點，并且在高效冷卻的基礎上，可以減少冷卻液用量，但是該超聲聚焦汽霧冷卻器，也存在著一些缺陷，這種超聲聚焦汽霧冷卻器在設計時需要保證壓電換能器部分的固有頻率和聚焦球殼部分的固有頻率相同，聚焦球殼部分必須安裝在振子結構的縱向振動波腹的位置，制造和調節修正難度較大；霧化部分和聚焦球殼部分共用一個壓電換能器，使分配到霧化器前端部分和聚焦球殼部分的功率較小，致使霧化效果和聚焦效果較差；并且拆卸維修不便；如果該超聲聚焦汽霧冷卻器中的任何一個零件損壞，就會可能導致整個系統不能工作，要對整個系統進行更換和維修，后期維護成本較高。

發明內容

為克服以上冷卻技術的不足，本發明的目的在于提供一種分體式結構的超聲聚焦汽霧冷卻裝置，該裝置由超聲振動霧化器和超聲振動聚焦器構成，超聲振動霧化器包括送液管道、螺栓1、后蓋板1、壓電陶瓷片1、電極片1、變幅桿1和網孔振動板，超聲振動聚焦器包括螺栓2、后蓋板2、壓電陶瓷片2、電極片2、變幅桿2和聚焦球殼。所述的后蓋板1、壓電陶瓷片1、電極片1和變幅桿1通過所述的螺栓1聯接夾緊，所述的網孔振動板設置在所述的變幅桿1的前端，形成超聲振動霧化器。所述的后蓋板2、壓電陶瓷片2、電極片2和變幅桿2通過所述的螺栓2聯接夾緊，所述的聚焦球殼設置在所述的變幅桿2的前端，形成超聲振動聚焦器。所述超聲振動霧化器前端的網孔振動板和變幅桿1穿過超聲振動聚焦器的內孔。該分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置中的超聲霧化器和超聲聚焦器的換能器獨立設計，不需要保證超聲霧化器和超聲聚焦器的固有頻率相同，和一體式的超聲聚焦汽霧冷卻器相比，該分體式結構超聲聚焦汽霧冷卻裝置制造容易，超聲振動聚焦器和超聲振動霧化器的相對位置調節方便，超聲振動霧化器和超聲振動聚焦器的功率均較大，超聲霧化和超聲聚焦的效果較好，后期維修方便。

更進一步，所述送液管道與一定量供液裝置相連。

更進一步，所述分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置的超聲振動霧化器與超聲電源1連接。

更進一步，所述分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置的超聲振動聚焦器與超聲電源2連接。

更進一步，所述的分體式超聲聚焦汽霧冷卻裝置的網孔振動板設置在所述的聚焦球殼的聲學聚焦焦點靠近超聲振動聚焦器一側。