[發明專利]一種雙彎曲振動模式的超聲橢圓振動切削裝置

有效

• 申請號: 202110362437.X
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113510061B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 康仁科;董志剛;殷森;潘延安;賈振元
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B06B3/02;B23P13/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

1.一種雙彎曲振動模式的超聲橢圓振動切削裝置，其特征在于，包括預緊螺栓、后蓋板、第一組振動源、中間板、第二組振動源、帶法蘭的前蓋板及刀具，所述預緊螺栓依次將后蓋板、第一組振動源、中間板、第二組振動源緊固在前蓋板的螺紋孔內，所述刀具連接在前蓋板上；

裝置基于四階彎曲振動模式，第一組和第二組振動源設置在彎曲振動的波峰位置處，法蘭設置在彎曲振動的波節位置處，兩相相同頻率但具有一定相位差的超聲激勵信號，激勵出裝置的兩相超聲彎曲振動，使裝置呈現出雙彎曲振動模式，通過調節兩相激勵信號的電壓值及之間的相位差，實現對輸出的橢圓振動軌跡的調整，兩相超聲彎曲振動來合成橢圓振動軌跡用于避免多種模式的振動耦合帶來的能量損失；

第一組振動源用于激勵出裝置的第一相彎曲振動；

第二組振動源用于激勵出裝置的第二相彎曲振動；

第一組和第二組振動源呈90°旋轉布置，且均是由半圓環壓電陶瓷、電極片及相同尺寸的半圓環鋼塊的組成；

兩組振動源均采用型號為PZT-4的半圓環形壓電陶瓷，利用d33工作模式；

裝置中的前蓋板為帶有圓錐過渡的階梯桿，用于實現對第一組和第二組振動源激勵出的彎曲振動的放大；

具體地，第一組振動源是由第一半圓環形壓電陶瓷，第一銀電極，第二半圓環形壓電陶瓷，第二銀電極及第一半圓環形鋼塊組成，且第一半圓環形鋼塊與第一半圓環形壓電陶瓷具有相同的直徑，如此設置用于避免因正負極混串導致的裝置帶電，第一組振動源用于激勵裝置的第一相超聲彎曲振動，第一銀電極設置在第一半圓環形壓電陶瓷與第二半圓環形壓電陶瓷之間，第二銀電極設置在第二半圓環形壓電陶瓷與中間板之間；

第二組振動源是由第三半圓環形壓電陶瓷，第三銀電極，第四半圓環形壓電陶瓷，第四銀電極及第二半圓環形鋼塊組成，且第二半圓環形鋼塊與第三半圓環形壓電陶瓷具有相同的直徑，第二組振動源用于激勵裝置的第二相超聲彎曲振動，第三銀電極設置在第三半圓環形壓電陶瓷與第四半圓環形壓電陶瓷之間，第四銀電極設置在第四半圓環形壓電陶瓷與前蓋板之間。