[發明專利]新型縱-扭復合的超聲橢圓振動車削方法及裝置

在審

• 申請號: 201811135496.8
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109174596A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 趙波;高國富;王曉博;趙重陽;王毅;賈曉鳳
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B23B1/00;B23B3/00
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

本發明公開了一種新型縱?扭復合的超聲橢圓振動車削方法及裝置，其變幅器整體呈T字形，其水平方向的一端設為小端，另一端設為第一大端，其豎直方向設為第二大端，所述第一大端和第二大端分別設置一組反射端、壓電陶瓷片和銅電極，所述變幅器整體尺寸按照“半波長”規律設計，所述發射端的外端部中心設置刀具，兩組壓電陶瓷片分別在超聲波發生器高頻電信號的激勵下產生互相垂直的縱向振動，兩列波在交匯處相遇疊加，產生縱?扭復合振動。本發明采用一體式T字形結構設計，簡化了換能器與變幅器之間的連接結構，并直接使相互垂直的一組振動直接疊加產生縱?扭復合振動，大幅增加了發射端輸出振幅，同時提高了縱?扭分量比。

技術領域：

本發明涉及一種超聲振動加工設備，特別是涉及一種新型縱-扭復合的超聲橢圓振動車削方法及裝置。

背景技術：

縱-扭復合超聲加工技術從誕生以來一直因為對硬脆材料良好的加工效果而受到廣泛關注，應用范圍不斷擴大。但是常見的變幅器多采用換能器與變幅桿分體式設計，換能器與變幅器之間通過螺栓連接，超聲振動在傳遞的過程中會有較大的損失，不能在發射端獲得理想的振幅。從而影響實際的加工效果，阻礙了超聲加工技術的進一步推廣。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種設計合理、減小占用空間、縱-扭復合振動效果好且有效提高發射端輸出縱-扭分量比的新型縱-扭復合的超聲橢圓振動車削方法及裝置。

本發明的技術方案是：

一種新型縱-扭復合的超聲橢圓振動車削方法，包括以下步驟：

a、將變幅器設計為T字形，其水平方向的一端設為小端，另一端設為第一大端，其豎直方向設為第二大端，在第一大端和第二大端分別設置一組反射端、壓電陶瓷片和銅電極，變幅器的結構尺寸滿足“半波長”設計要求；

b、將所述小端作為發射端，并且在其外端部中心設置刀具，兩組壓電陶瓷片分別在超聲波發生器高頻電信號的激勵下產生互相垂直的縱向振動，兩列波在交匯處相遇疊加，產生縱-扭復合振動；

c、根據加工要求不同，分別控制兩組輸入壓電陶瓷片的激勵信號，從而控制以縱振或者縱-扭復合振動狀態工作。

第二大端的參數包括距第一大端的水平距離、高度、直徑，通過調整上述參數得到最佳縱-扭分量比。變幅器的前端結構是錐形、柱形或懸鏈線形；根據加工需要，刀具為車刀或鏜刀；變幅器通過固定板設置在機床上。

一種新型縱-扭復合的超聲橢圓振動車削裝置，包括反射端、壓電陶瓷片、銅電極和變幅器，所述變幅器整體呈T字形，其水平方向的一端設為小端，另一端設為第一大端，其豎直方向設為第二大端，所述第一大端和第二大端分別設置一組反射端、壓電陶瓷片和銅電極，所述變幅器整體尺寸按照“半波長”規律設計，所述發射端的外端部中心設置刀具，兩組壓電陶瓷片分別在超聲波發生器高頻電信號的激勵下產生互相垂直的縱向振動，兩列波在交匯處相遇疊加，產生縱-扭復合振動。

所述第一大端和第二大端的端面上分別設置一個法蘭盤，并且，所述第一大端和第二大端的端面中心設置有螺紋孔，兩組所述反射端、壓電陶瓷片和銅電極分別通過連接螺栓串接在一起，并且，所述連接螺栓的內端與所述螺紋孔旋合連接。

每組所述反射端、壓電陶瓷片和銅電極中包括四個壓電陶瓷片和四個銅電極，二者間隔交錯分布，相鄰所述壓電陶瓷片縱向極化方向相反，所述壓電陶瓷片凈化后采用專業粘合劑粘合，并進行老化處理；各接觸面、圓周面進行精磨，達到粗糙度及跳動要求。

所述變幅器的中部為固定架，所述固定架的側面上設置有固定板，所述固定板上間隔設置有安裝孔。所述變幅器的小端截面形狀根據不同使用場景為圓形或者矩形，所述刀具為車刀或鏜刀。