[發明專利]一種復頻超聲振動加工裝置

有效

• 申請號: 202010982115.0
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112427281B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 姜濤;張俊;皮鈞;沈志煌;侯達盤;張玉周
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;B23Q5/54;B26D7/08;B26D7/26
• 代理公司: 廣州中堅知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44515
• 代理人: 金茜

1.一種復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：包括兩個低頻超聲換能器、兩個高頻超聲換能器、一個柔性矩形薄板、兩個圓柱型導波帶、一個工具頭、一個工具頭固定夾具、一個刀具座、四個內六角螺釘、一個內六角緊定螺釘；第一低頻超聲換能器和第二低頻超聲換能器通過一個柔性矩形薄板相連接，利用其受激勵易產生彎曲變形的特征，確保在低頻部分由兩個低頻超聲換能器耦合出大的橢圓運動軌跡；第一高頻超聲換能器和第二高頻超聲換能器通過圓柱型導波帶分別與工具頭的側邊和上邊以焊接的方式相連接，利用導波帶具有單向動態剛性且聲負載阻抗很小的特征，確保在高頻部分由兩個高頻超聲換能器耦合出小的橢圓運動軌跡；工具頭固定夾具和矩形薄板相連接，其中間做成空心結構以便工具頭的裝配；工具頭豎直插入固定夾具的空心結構中，然后在其的左右兩側通過第一內六角螺釘、第二內六角螺釘、第三內六角螺釘和第四內六角螺釘加以固定；刀具座安裝在工具頭的前端，通過一個內六角緊定螺釘固定，刀具座的最前端固定有用于超聲加工的單晶金剛石刀具；超聲加工時，低頻部分產生大的橢圓運動軌跡，高頻部分產生小的橢圓運動軌跡，最終在工具頭處耦合輸出復頻超聲加工的運動軌跡。

2.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的柔性矩形薄板受到激勵易產生彎曲變形，當給予兩個低頻超聲換能器激勵時，可以確保在矩形薄板上耦合產生出一個大的橢圓運動軌跡。

3.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的兩個高頻超聲換能器通過兩個圓柱型導波帶分別與工具頭的上邊和側邊以焊接的方式相連接。

4.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的高頻超聲換能器設為縱向振動輸出，其振動輸出端與圓柱型導波帶的軸線呈同軸相連接。

5.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的圓柱型導波帶的長度大于該導波帶所連接超聲換能器的激勵的頻率的振動波的半波長度。

6.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的圓柱型導波帶分為兩組，一組導波帶連接于其中一個高頻超聲換能器和工具頭上端面的中心位置，另一組導波帶連接于另一個高頻超聲換能器和工具頭側面，其側面的連接位置設在能夠使工具頭產生彎曲振動變形的波峰/波谷處。

7.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的圓柱型導波帶具有單向動態剛性特征，且聲負載阻抗特別小，當給予兩個高頻超聲換能器激勵時，可以確保耦合產生一個小的橢圓運動軌跡。

8.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的工具頭固定夾具和矩形薄板相連接，其中間做成空心結構，以方便工具頭的插入裝夾。

9.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的工具頭可以豎直地插入固定夾具之中，然后通過四個內六角螺釘將其加以固定。

10.根據權利要求1所述的復頻超聲振動加工裝置，其特征在于：所述的刀具座安裝在工具頭的前端，通過一個內六角緊定螺釘加以固定，刀具頭的最前端固定有用于超聲加工的單晶金剛石刀具。