[發明專利]一種雙棒型超磁致伸縮超聲振動裝置

有效

• 申請號: 201811452429.9
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109604132B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李鵬陽;劉強;許光耀;楊明順;袁啟龍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B06B1/04
• 分類號: B06B1/04;B06B3/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

本發明公開了一種雙棒型超磁致伸縮超聲振動裝置，包括刀柄，刀柄下端依次連接有變幅桿和工具頭，刀柄下部設置有空腔，空腔中設置有超磁致伸縮換能器，刀柄外側壁設置有密封軸承、彈性擋圈及套筒，彈性擋圈及套筒對密封軸承進行固定，密封軸承外設置有外殼，外殼上、下兩端分別設置有上端蓋和下端蓋，刀柄外側還設置有原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組和副邊繞組依次位于外殼下方。本發明解決超磁致伸縮換能器的漏磁問題。

技術領域

本發明屬于超聲加工技術領域，涉及一種雙棒型超磁致伸縮超聲振動裝置。

背景技術

旋轉超聲加工是在傳統超聲加工的基礎上，附加超聲頻機械振動，可以有效減小切削力，降低刀具磨損，提高材料去除效率，提高加工質量，尤其對難加工材料具有良好的加工效果。

在超聲加工技術領域，主要使用的超聲換能材料有壓電陶瓷和超磁致伸縮材料。壓電陶瓷的功率密度比較小，并且存在過熱失效，易碎等不足之處。超磁致伸縮材料具有磁致伸縮應變大，能量密度高，響應速度快等優點，是大功率，大振幅的研究方向。

目前，超磁致伸縮換能器的驅動元件大多數是單一的超磁致伸縮棒，單棒型換能器需要在超磁致伸縮棒的兩側施加導磁材料以形成閉合磁路，由于磁路存在間隙，會產生極大的漏磁，限制了換能器的性能，并使材料利用率降低。非接觸式能量傳輸裝置通常采用鐵氧體作為導磁材料，但是由于鐵氧體比較脆，容易損壞，傳統的加工方法難以加工，這使得非接觸式能量傳輸裝置的制造費用大大增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙棒型超磁致伸縮超聲振動裝置，解決了現有超磁致伸縮換能器的漏磁問題。

本發明所采用的技術方案是，一種雙棒型超磁致伸縮超聲振動裝置，包括刀柄，刀柄下端依次連接有變幅桿和工具頭，刀柄下部設置有空腔，空腔中設置有超磁致伸縮換能器，超磁致伸縮換能器包括兩組超磁致伸縮棒，每組超磁致伸縮棒由多段超磁致伸縮棒連接組成，每相鄰兩段超磁致伸縮棒之間設置有永磁體B，每組超磁致伸縮棒兩端均設置有切片式結構的導磁體，位于兩組超磁致伸縮棒同一端側的導磁體之間設置有永磁體A，超磁致伸縮棒、導磁體和永磁體A形成封閉磁路，超磁致伸縮棒上纏繞有激勵線圈，激勵線圈與副邊繞組連接，超磁致伸縮換能器與變幅桿通過預緊螺栓固定；

刀柄外側壁設置有密封軸承、彈性擋圈及套筒，彈性擋圈及套筒對密封軸承進行固定，密封軸承外設置有外殼，外殼上、下兩端分別設置有上端蓋和下端蓋，刀柄外側還設置有原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組和副邊繞組依次位于外殼下方。

本發明的特點還在于，

原邊繞組包括由內向外依次設置的原邊線圈、原邊磁芯和原邊骨架，原邊骨架內壁不與刀柄接觸，通過沉頭螺釘將原邊骨架、下端蓋、外殼固定起來，副邊繞組包括由內向外依次設置的副邊線圈、副邊磁芯和副邊骨架，副邊線圈與激勵線圈通過引線連接，副邊骨架下端設置有多個均勻布設的出氣孔，通過螺釘B將變幅桿、副邊骨架和刀柄連接起來，原邊繞組與副邊繞組之間具有間隙。

原邊磁芯和副邊磁芯均由多層片狀導磁材料通過絕緣膠疊制而成。

上端蓋上表面設置有止動片，通過螺釘A將外殼、上端蓋、止動片固定起來。

外殼連接有進氣管，進氣管與刀柄的空腔連通。

永磁體B與超磁致伸縮棒、導磁體與永磁體A、每片導磁體之間均通過絕緣膠粘結連接。

超磁致伸縮棒與激勵線圈之間設置有保護薄片。

變幅桿(2)為圓錐過渡階梯形的復合變幅桿。

本發明的有益效果是：從結構上說明本發明裝置的特點

(1)磁致伸縮換能器為雙棒型超磁致伸縮換能器，超磁致伸縮棒、永磁體與上下導磁體形成封閉磁路，與傳統單棒型換能器相比在棒的兩側無需施加磁軛以形成閉合磁路，簡化了換能器的結構，減小漏磁，降低了能量損耗；