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[發明專利]單激勵縱彎復合振動超聲換能器有效

專利信息
申請號: 201611131760.1 申請日: 2016-12-09
公開(公告)號: CN106733571B 公開(公告)日: 2019-12-17
發明(設計)人: 袁言杰;景秀并;周雨冬;田延嶺;張大衛;王福軍 申請(專利權)人: 天津大學
主分類號: B06B1/06 分類號: B06B1/06
代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所 代理人: 張金亭
地址: 300072 天*** 國省代碼: 天津;12
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摘要:
搜索關鍵詞: 激勵 復合 振動 超聲 換能器
【說明書】:

發明公開了一種單激勵縱彎復合振動超聲換能器,包括前蓋板和后端蓋,在所述前蓋板和所述后端蓋之間夾裝有間隔設置的銅片電極與壓電陶瓷晶片,所述前蓋板、所述后端蓋、所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片采用預緊螺釘穿裝在一起,在所述預緊螺釘上設有所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片的部位設有絕緣套,所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片套裝在所述絕緣套上;在所述后端蓋的左右兩側設有對稱布置的兩個支撐立柱,所述支撐立柱設置在該換能器的振動節點處,所述支撐立柱采用緊固螺釘固定;在所述前蓋板上設有位于所述預緊螺釘前方的矩形斜槽。本發明易于實現平面內縱?彎復合振動,具有結構簡單、設計合理、可移植性強等優點。

技術領域

本發明屬于超聲加工技術領域,更具體地說本發明涉及一種單激勵縱彎復合振動超聲換能器。

背景技術

目前,微小型零部件在工業各個領域的應用不斷增加,尤其是在航空航天、生物醫學、電子通訊和環保等領域。微細銑削技術在加工具有復雜形貌的微型零部件方面有著其獨特的優勢,但是在加工工程陶瓷、石英、光學玻璃、單晶硅、寶石、硬質合金和復合材料等硬脆性材料過程中存在著切削力大、刀具磨損嚴重,以及工件邊緣崩碎嚴重等問題。超聲橢圓振動輔助加工技術在硬脆性材料加工方面有著得天獨厚的優勢,因此國內外眾多學者將超聲橢圓振動輔助加工技術引進到微細銑削中。研究表明超聲橢圓振動輔助加工可以實現刀具切屑及工件的間歇性地分離,從而切削液就更容易流入切削區域充分冷卻刀具,減低加工區域溫度,延長刀具的使用壽命。

超聲橢圓振動通常是將兩個單向超聲波振動進行復合形成的,目前,縱彎復合超聲振動的換能器主要有兩大類:一、通過對多片壓電陶瓷片同頻雙激勵復合而形成;二、對換能器的結構進行特殊化設計來實現單激勵縱彎復合振動。

目前在超聲橢圓振動輔助微細加工中,大多數都是在主軸上施加旋轉超聲橢圓振動,因而需要對主軸進行較大的改動。鑒于此,需要改變超聲橢圓振動傳統的施加方法,改為在工件上施加縱彎復合超聲橢圓振動,從而避免對主軸進行較大的改動。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠滿足在單激勵下實現縱彎復合超聲橢圓振動的單激勵縱彎復合振動超聲換能器,該換能器具有結構簡單、設計合理、可移植性強等優點。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種單激勵縱彎復合振動超聲換能器,包括前蓋板和后端蓋,在所述前蓋板和所述后端蓋之間夾裝有間隔設置的銅片電極與壓電陶瓷晶片,所述前蓋板、所述后端蓋、所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片采用預緊螺釘穿裝在一起,在所述預緊螺釘上設有所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片的部位設有絕緣套,所述銅片電極和所述壓電陶瓷晶片套裝在所述絕緣套上;在所述后端蓋的左右兩側設有對稱布置的兩個支撐立柱,所述支撐立柱設置在該換能器的振動節點處,所述支撐立柱采用緊固螺釘固定;在所述前蓋板上設有位于所述預緊螺釘前方的矩形斜槽。

所述矩形斜槽為等間距分布的多個,所述矩形斜槽為通槽。

在所述支撐立柱3和所述后端蓋5之間設有與它們一體形成的柔性鉸鏈。

所述前蓋板和所述后端蓋 橫截面均為矩形,所述前蓋板沿軸線方向的外形輪廓為指數形曲線。

本發明具有的優點和積極效果是:通過采用在前蓋板上設置矩形斜槽的結構,易于實現平面內縱-彎復合振動,具有結構簡單、設計合理、可移植性強等優點,對于平面內單激勵復合振動具有指導性意義,可應用于超聲復合振動加工領域,易于推廣應用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖;

圖2為本發明的俯視圖;

圖3為本發明的剖視圖。

圖中:1、前蓋板;2、矩形槽;3、支撐立柱;4、沉頭孔;5、后端蓋;6、銅片電極;7、壓電陶瓷晶片;8、絕緣套;9、預緊螺釘。

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