[發明專利]一種具有多級放大功能的三維超聲橢圓振動切削裝置

有效

• 申請號: 202110365314.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113182539B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 鮑巖;董志剛;康仁科;殷森;潘延安
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23B27/00
• 分類號: B23B27/00;B06B1/06
• 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

1.一種具有多級放大功能的三維超聲橢圓振動切削裝置，其特征在于，由一維超聲縱向振動器，二維超聲縱彎復合振動器及刀具組成，一維超聲縱向振動器可輸出超聲縱向振動，二維超聲縱彎復合振動器可輸出超聲縱彎復合振動，所述一維超聲縱向振動器布置在二維超聲縱彎復合振動器的徑向方向，激勵出二維超聲縱彎復合振動器的另一相彎曲振動，從而輸出由彎-縱-彎振動合成的三維超聲橢圓振動軌跡，所述刀具通過緊定螺栓安裝在二維超聲縱彎復合振動器的輸出端；所述一維超聲縱向振動器包括第一預緊螺栓、第一后蓋板、第一壓電陶瓷堆及第一變截面前蓋板，所述第一預緊螺栓依次將第一后蓋板、第一壓電陶瓷堆及第一變截面前蓋板緊固在二維超聲縱彎復合振動器上，其能夠輸出超聲縱向振動，并對超聲振動進行第一次放大；所述二維超聲縱彎復合振動器包括第二后蓋板、中間板、兩組壓電陶瓷堆及第二變截面前蓋板，第二預緊螺栓依次將第二后蓋板、第一組壓電陶瓷堆、中間板、第二組壓電陶瓷堆緊固在第二變截面前蓋板的螺紋孔內，所述刀具連接在第二變截面前蓋板上，其能夠輸出超聲縱彎復合振動，并對超聲振動進行第二次放大；二維超聲縱彎復合振動器，整體結構長度等于一個縱向振動的波長和四個彎曲振動的波長，第一組壓電陶瓷堆安裝在縱向振動的波峰位置處，激勵出復合振動器的縱向振動，第二組壓電陶瓷堆安裝在彎曲振動的波峰位置處，激勵出復合振動器的彎曲振動，從而使復合振動器呈現縱彎復合振動；將一維超聲縱向振動器布置在二維超聲縱彎復合振動器的徑向方向，激勵出二維超聲縱彎復合振動器的另一相彎曲振動，調整與輸出的縱彎復合振動的相位差，從而輸出由彎-縱-彎振動合成的三維超聲橢圓振動軌跡；三維超聲橢圓振動使刀具在已加工表面內做橢圓運動，將切屑撥至一側。

2.根據權利要求1所述的具有多級放大功能的三維超聲橢圓振動切削裝置，其特征在于，用于激勵縱向振動的壓電陶瓷堆是由型號為PZT-4的圓環壓電陶瓷和電極片組成，利用壓電陶瓷較高工作效率的d33工作模式；用于激勵彎曲振動的壓電陶瓷是由型號為PZT-4的半圓環壓電陶瓷和電極片，同樣利用壓電陶瓷較高工作效率的d33工作模式。