[實(shí)用新型]法蘭具有振動(dòng)拒止功能的一體式超聲換能變幅系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720958711.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207071502U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙波;向道輝;張存鷹;高國(guó)富;焦鋒;趙重陽(yáng);王曉博;王亮亮;殷森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B06B1/06
• 分類號(hào): B06B1/06;B06B3/00
• 代理公司: 鄭州金成知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41121
• 代理人: 郭增欣

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種超聲振動(dòng)加工機(jī)械領(lǐng)域，特別是涉及一種法蘭具有振動(dòng)拒止功能的一體式超聲換能變幅系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超聲振動(dòng)加工是在普通切削、磨削、鉆削等加工方法的基礎(chǔ)上對(duì)的刀具或工件施以高頻振動(dòng)而形成的加工技術(shù)。與普通切削、磨削、鉆削加工方法相比，超聲振動(dòng)加工可降低加工過(guò)程中的切削力和切削熱，減少刀具磨損量，提高加工表面質(zhì)量，被廣泛應(yīng)用于硬脆性材料、振動(dòng)材料等難加工材料。

傳統(tǒng)的超聲振動(dòng)加工系統(tǒng)由超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿等組成，該系統(tǒng)與工具裝配時(shí)，往往采用在變幅桿中段某位置（節(jié)點(diǎn)）增加法蘭使之鏈接，換能器上一般不進(jìn)行法蘭盤(pán)設(shè)計(jì)。但在某些加工場(chǎng)合，由于空間位置受限等因素，需要將換能器和變幅桿系統(tǒng)尺寸縮短，即將換能器與變幅桿均按1/4波長(zhǎng)進(jìn)行整體式設(shè)計(jì)，形成一體式的超聲換能變幅系統(tǒng)，此時(shí)需要在超聲換能器（或變幅桿）的某些極限位置處進(jìn)行法蘭盤(pán)設(shè)計(jì)。由于該一體式換能變幅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)單一變幅桿要復(fù)雜得多，因此盡管在設(shè)計(jì)時(shí)法蘭盤(pán)是在節(jié)點(diǎn)的位置，但在實(shí)際應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生偏移，導(dǎo)致法蘭盤(pán)產(chǎn)生相應(yīng)的超聲振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)使會(huì)超聲系統(tǒng)的作用完全失效甚至對(duì)機(jī)床精度造成破壞。為避免法蘭盤(pán)處振動(dòng)對(duì)加工系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種法蘭盤(pán)具有振動(dòng)拒止功能的超聲換能與變幅系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、減小占用空間、振動(dòng)拒止效果好且具備聚能變幅功能的法蘭具有振動(dòng)拒止功能的一體式超聲換能變幅系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種法蘭具有振動(dòng)拒止功能的一體式超聲換能變幅系統(tǒng)，其技術(shù)方案是是：針對(duì)傳統(tǒng)的超聲振動(dòng)系統(tǒng)，在原有的壓電陶瓷堆生產(chǎn)條件下，以及在保證換能器原有功率不變的情況下，減小整體尺寸，將超聲換能器和變幅桿進(jìn)行整體式設(shè)計(jì)，將變幅桿結(jié)構(gòu)替代換能器的前蓋板，使換能器實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的同時(shí)，還具備聚能變幅的作用；在換能器壓電陶瓷堆的極限位置或與壓電陶瓷堆結(jié)合的變幅桿的大端上設(shè)計(jì)法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)，并在法蘭盤(pán)上設(shè)置具有振動(dòng)拒止的孔和/或槽。

一體式超聲換能變幅系統(tǒng)總長(zhǎng)設(shè)計(jì)為1/2波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，以法蘭盤(pán)為節(jié)點(diǎn)，分別向兩端進(jìn)行1/4波長(zhǎng)設(shè)計(jì)；經(jīng)常將節(jié)點(diǎn)位置即法蘭盤(pán)設(shè)計(jì)在壓電陶瓷堆兩端的極限位置處。

將法蘭盤(pán)進(jìn)行圓周均勻分布通孔或/和孔過(guò)盤(pán)中心線的不通孔設(shè)計(jì)，達(dá)到將振動(dòng)傳遞拒止的作用。

法蘭盤(pán)直徑大于100mm時(shí)，在法蘭盤(pán)的兩端面交替設(shè)計(jì)過(guò)中心線的振動(dòng)傳遞拒止槽，槽數(shù)和槽的尺寸參數(shù)依據(jù)法蘭大小確定，直至在法蘭盤(pán)的鏈接處的振動(dòng)消失為準(zhǔn)。

法蘭盤(pán)直徑小于100mm時(shí)，，在法蘭盤(pán)的一個(gè)端面上切槽，另一個(gè)端面上打均分的不通孔或通孔，來(lái)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)在法蘭徑向傳遞的拒止。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型換能器明顯縮短了傳統(tǒng)超聲振動(dòng)系統(tǒng)的尺寸，并通過(guò)法蘭盤(pán)的振動(dòng)拒止功能來(lái)保證法蘭盤(pán)與刀柄等連接處的振動(dòng)為零，以實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的振動(dòng)傳遞主動(dòng)控制并避免振動(dòng)對(duì)機(jī)床精度的損壞。

2、本實(shí)用新型在法蘭盤(pán)圓周均勻設(shè)置多排通孔或過(guò)圓盤(pán)厚度中心線的不通孔，不通孔的孔深以越過(guò)圓盤(pán)厚度中心線1mm以上為宜，以達(dá)到振動(dòng)拒止的作用。

3、本實(shí)用新型根據(jù)法蘭盤(pán)直徑大小在法蘭盤(pán)兩面交替上設(shè)置一條或者多條過(guò)圓盤(pán)中心線的振動(dòng)拒止環(huán)槽，槽深以過(guò)中心線1mm以上為宜，以達(dá)到振動(dòng)拒止的作用。

4、本實(shí)用新型將通孔、不通孔和隔震環(huán)槽同時(shí)設(shè)計(jì)在同一個(gè)法蘭盤(pán)上或環(huán)槽和孔交替使用，以達(dá)到振動(dòng)在圓盤(pán)上徑向傳遞的拒止效果。

5、本實(shí)用新型每?jī)膳趴椎慕嵌雀鶕?jù)實(shí)際圓盤(pán)大小確定，但第二排孔的位置α是介于第一排兩孔的中間，α的取值范圍可以在0～θ℃，但在θ/2 ℃即中間效果最優(yōu)。

6、本實(shí)用新型針對(duì)分體式換能器和變幅桿組成的超聲振動(dòng)裝置的尺寸較大的特點(diǎn)，為縮小超聲系統(tǒng)整體尺寸，進(jìn)行了換能器和變幅桿的整體式設(shè)計(jì)，即一體式超聲換能與變幅系統(tǒng)，易于推廣實(shí)施，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明：

圖1為法蘭具有振動(dòng)拒止功能的一體式超聲換能變幅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中法蘭盤(pán)設(shè)置在極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為通孔型法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3所示通孔型法蘭盤(pán)的剖視圖；

圖5為圖3中A--A剖視圖；

圖6為不通孔型法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6所示不通孔型法蘭盤(pán)的剖視圖；

圖8為圖6中B--B剖視圖；

圖9為復(fù)合型孔法蘭盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；