[發明專利]一種壓電異形變幅桿超聲研拋裝置

有效

• 申請號: 202010923276.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112059742B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 安大偉;鐘群佑;黃衛清
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種壓電異形變幅桿超聲研拋裝置，包括：換能器后預緊塊；換能器前預緊塊；第一壓電陶瓷片；預緊部件，分別與換能器后預緊塊以及換能器前預緊塊固定連接以提供作用在第一壓電陶瓷片上的預置靜壓力；以及振動傳遞部，包括振動輸入端、振動輸出端以及變幅桿，振動輸入端與換能器前預緊塊固定連接，變幅桿包括至少一柔性桿和一聯接桿以及若干壓電陶瓷堆疊桿，柔性桿的兩端分別連接在振動輸入端和振動輸出端，壓電陶瓷堆疊桿環繞布設在柔性桿的外周部。通過逆壓電效應促使柔性桿在軸向方向進行位移補償以彌補研磨拋光的磨損量，從而達到預置靜壓力平衡以及保持研拋系統的固有頻率不變，以避免諧振頻率漂移。

技術領域

本發明涉及研磨拋光機加工技術領域，特別涉及一種壓電異形變幅桿超聲研拋裝置。

背景技術

零部件表面研磨拋光是機械加工領域中必不可少的關鍵工序。隨著越來越多高性能新材料包括先進陶瓷、單晶硅、藍寶石等在航空航天、電子信息、國防軍工等行業領域，尤其在精密與超精密加工領域上的應用，傳統的研磨拋光工藝已無法滿足高性能新材料表面研磨拋光加工的需求。

隨著科技的發展，超聲輔助研磨拋光技術在高性能新材料的表面加工領域應用日趨廣泛。

現有超聲研磨拋光系統由于拋光工件的材料去除和工具頭的磨損等原因，在使用過程中很快就將導致原先預置的靜壓力改變和導致系統的諧振頻率漂移。嚴重影響了研磨拋光系統的使用壽命，加工效率和加工質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓電異形變幅桿超聲研拋裝置，能夠實現預置靜壓力的穩定控制以及避免加工過程中系統共振頻率的漂移。

本發明所采用的技術方案是：

一種壓電異形變幅桿超聲研拋裝置，包括：

換能器后預緊塊；

換能器前預緊塊；

第一壓電陶瓷片，設置在所述換能器后預緊塊與所述換能器前預緊塊之間；

預緊部件，分別與所述換能器后預緊塊以及所述換能器前預緊塊固定連接以提供作用在所述第一壓電陶瓷片上的預置靜壓力；以及

振動傳遞部，包括振動輸入端、振動輸出端以及連接在振動輸入端和振動輸出端之間的異形變幅桿，所述振動輸入端與所述換能器前預緊塊固定連接，所述異形變幅桿包括至少一柔性桿、一聯接桿以及若干壓電陶瓷堆疊桿，所述柔性桿的兩端分別連接在所述振動輸入端和振動輸出端，所述壓電陶瓷堆疊桿布設在所述柔性桿的外周部，所述壓電陶瓷堆疊桿通過逆壓電效應使得所述柔性桿沿自身的軸向發生形變。

有益效果：本發明技術方案中，基于壓電陶瓷的高精度、響應快以及能實現位移變化的特點，設計了一種具有異形變幅桿的振動傳遞部。采用本申請技術方案進行加工時，可以通過壓壓電陶瓷堆疊桿的正壓電效應感應預置靜壓力的改變并通過電信號準確的顯示出來，通過逆壓電效應促使柔性桿在軸向方向進行位移補償以彌補研磨拋光的磨損量，從而達到預置靜壓力平衡以及保持研拋系統的固有頻率不變，以避免諧振頻率漂移。

進一步地，所述壓電陶瓷堆疊桿包括上壓電陶瓷堆疊桿和下壓電陶瓷堆疊桿，所述上壓電陶瓷堆疊桿一端與所述振動輸入端對接固定，另一端與所述聯接桿對接固定，所述下壓電陶瓷堆疊桿的一端與所述振動輸出端對接固定，另一端與所述聯接桿對接固定。

進一步地，所述柔性桿貫穿所述聯接桿的中部，所述下壓電陶瓷堆疊桿的一端以及所述上壓電陶瓷堆疊桿的另一端共同對接固定在所述聯接桿的端部。

進一步地，所述上壓電陶瓷堆疊桿和所述下壓電陶瓷堆疊桿關于所述聯接桿對稱設置。

進一步地，所述聯接桿為剛性桿件。

進一步地，所述壓電陶瓷堆疊桿由多層第二壓電陶瓷片依次堆疊構成，所述第二壓電陶瓷片之間電學并聯。