[發(fā)明專利]一種用于板帶材的超聲波加載裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010628753.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111822505A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋克興;林乙丑;周延軍;張彥敏;楊婧釗;杜宜博;皇濤;李韶林;國(guó)秀花;劉海濤;張朝民;胡浩;盧偉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B21B11/00
• 分類號(hào): B21B11/00;B21B45/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發(fā)明涉及一種用于板帶材的超聲波加載裝置，屬于產(chǎn)生超聲頻機(jī)械振動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體包括用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波換能器和變幅桿，該變幅桿的一端與所述超聲波換能器固定連接，另一端設(shè)有加載工作頭；所述加載工作頭具有用于與變幅桿固定連接的連接部和用于在使用時(shí)抵壓在板帶材表面的加載部，該加載部沿橫向方向延伸，加載部底面為弧形柱面。本發(fā)明的用于板帶材的超聲波加載裝置，采用相互固定連接的超聲波換能器和變幅桿，變幅桿上固定連接有加載工作頭，各部件之間固定連接，可以順利的將超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)傳遞到工作頭，能夠顯著提高超聲波加載的效率，提高加載裝置的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于板帶材的超聲波加載裝置，屬于產(chǎn)生超聲頻機(jī)械振動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著高新技術(shù)的飛速發(fā)展，在5G通信用連接器、新能源汽車用連接器、高端引線框架等領(lǐng)域，對(duì)于高質(zhì)量板帶材的需求量急劇增加。而作為高質(zhì)量板帶材的核心技術(shù)難題就是如何降低板帶材的殘余應(yīng)力，避免板帶材在使用過(guò)程中出現(xiàn)變形、翹曲的問(wèn)題。傳統(tǒng)的去除板帶材殘余應(yīng)力的主要方法是通過(guò)氣墊爐、鐘罩爐等進(jìn)行去應(yīng)力退火，往往該處理方法去除殘余應(yīng)力的效果不好，通常使合金板帶材殘余應(yīng)力控制在±120MPa左右，這可以使一些對(duì)殘余應(yīng)力要求不高的產(chǎn)品滿足所需。

CN108405609B公開(kāi)了一種生產(chǎn)低殘余應(yīng)力鋁合金帶材的超聲振動(dòng)輔助軋制方法，該方法以鋁合金帶材或者中厚板為原料，首先進(jìn)行冷軋制成厚度在10μm～2mm的帶材或者箔材，再利用了三個(gè)直徑相同的超聲波導(dǎo)輥，對(duì)帶材或箔材施加20KHz～30MHz的超聲波，最終得到低殘余應(yīng)力的帶材或箔材。該方法利用冷軋和超聲處理的方法，能夠降低帶材或箔材的殘余應(yīng)力，但是其中加載超聲波振動(dòng)的裝置采用的是超聲波導(dǎo)輥，導(dǎo)輥是一種可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形輥?zhàn)樱迷摽尚D(zhuǎn)的輥?zhàn)蛹虞d超聲波振動(dòng)存在以下問(wèn)題：其一受到加工精度的影響，在輥?zhàn)优c其轉(zhuǎn)軸之間存在間隙，該間隙會(huì)吸收超聲波振動(dòng)能量并產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致能量損失，其二輥?zhàn)优c轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置的如軸套、軸承等部件在長(zhǎng)期的超聲波振動(dòng)下，容易發(fā)生變形和損壞，從而導(dǎo)致更大的能量損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種超聲波振動(dòng)加載效率高、使用壽命長(zhǎng)的超聲波加載裝置。

本發(fā)明中采用如下技術(shù)方案：一種用于板帶材的超聲波加載裝置，包括用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波換能器和變幅桿，該變幅桿的一端與所述超聲波換能器固定連接，另一端設(shè)有加載工作頭；所述加載工作頭具有用于與變幅桿固定連接的連接部和用于在使用時(shí)抵壓在板帶材表面的加載部，該加載部沿橫向方向延伸，加載部底面為弧形柱面。

其中“橫向”指的是在使用時(shí)抵壓在板帶材表面時(shí)板帶材的寬度方向，加載部沿著該方向延伸是為了能夠?qū)⒊暡ㄕ駝?dòng)完全能夠加載在板帶材的整個(gè)寬度方向，具體延伸的長(zhǎng)度可以根據(jù)待加載板帶材的寬度基礎(chǔ)上適當(dāng)加長(zhǎng)。

本發(fā)明的用于板帶材的超聲波加載裝置，采用相互固定連接的超聲波換能器和變幅桿，變幅桿上固定連接有加載工作頭，各部件之間固定連接，可以順利的將超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)傳遞到工作頭，能夠顯著提高超聲波加載的效率，提高加載裝置的使用壽命。加載工作面底部設(shè)置的弧形柱面可以使板帶材發(fā)生弧面彎曲變形，增大加載工作頭與板帶材的接觸面積，提高超聲波振動(dòng)的加載效率。弧形柱面中的弧形可以采用橢圓形、扁圓形、非連續(xù)弧形等弧形形狀，進(jìn)一步優(yōu)化選擇，弧形柱面可以采用圓弧形柱面。

進(jìn)一步改進(jìn)的方案，變幅桿與加載工作頭采用一體固連的固定連接方式，其傳遞超聲波振動(dòng)相比分體式結(jié)構(gòu)則更加有效。具有優(yōu)化選擇，變幅桿和加載工作頭的材質(zhì)均采用鈦合金或硬質(zhì)合金，鈦合金和硬質(zhì)合金的硬度高，而且高溫強(qiáng)度好，適合在較高溫度下使用，可以實(shí)現(xiàn)在板帶材退火溫度下進(jìn)行加載超聲波振動(dòng)。具體優(yōu)化選擇，加載部與變幅桿為垂直設(shè)置。