[實用新型]一種多激勵扭轉超聲振動裝置

有效

• 申請號: 202220311705.5
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN216881879U
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 馬原;趙學奇;許超
• 申請（專利權）人: 深圳市青鼎裝備有限公司
• 主分類號: B23C1/00
• 分類號: B23C1/00;B23C9/00;B23C5/26
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 方艷平

本實用新型公開了一種多激勵扭轉超聲振動裝置，包括變幅桿、刀具和至少兩個超聲振子，所述至少兩個超聲振子分別安裝在所述變幅桿的上端的外圓周處，且所述至少兩個超聲振子的軸線均位于與所述變幅桿的軸線垂直的同一平面上，所述刀具安裝在所述變幅桿的下端以用于加工工件，其中所述至少兩個超聲振子用于產生縱向超聲振動，所述變幅桿用于將所述至少兩個超聲振子產生的縱向超聲振動轉化為扭轉超聲振動且成比例放大。本實用新型可以實現較大扭轉振幅輸出，便于更換不同刀具，適用于硬脆材料、復合材料的旋轉超聲加工。

技術領域

本實用新型涉及旋轉超聲振動加工技術領域，尤其涉及一種多激勵扭轉超聲振動裝置。

背景技術

目前的超聲加工中，一般都采用縱向超聲振動，軸向沖擊力大，容易導致硬脆材料加工的毛刺、崩邊、微裂紋等問題。研究表明超聲扭轉振動的振動方向為刀具圓周方向，更有利于硬脆材料、復合疊層材料的銑削加工，精密小孔的鉆削加工等，減小切削力并提高加工效率，減少表面損傷，改善加工表面粗糙度，延長刀具壽命。

目前換能器實現扭振主要有兩種方法：一是將壓電陶瓷片沿切向極化，切向極化的壓電陶瓷片直接產生扭轉超聲振動，但此種方法工藝復雜、加工難度大、廢品率高，且制備出的切向極化壓電陶瓷片功率容量小，扭轉力矩損耗大，難以實現大功率、大振幅的扭轉超聲振動輸出；二是對變幅桿采用特殊結構設計，如斜槽式、螺旋槽式、榫卯式，使換能器產生的縱波傾斜入射溝槽時，產生扭轉振動，但這些斜槽只能將部分縱向振動轉化為扭轉振動，且扭轉振動在實心變幅桿中傳遞時由于內部材料間摩擦的存在，導致能量損耗，這就導致最終的扭轉分量很小。

以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本實用新型的構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本專利申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提出一種多激勵扭轉超聲振動裝置，可以實現較大扭轉振幅輸出，便于更換不同刀具，適用于硬脆材料、復合材料的旋轉超聲加工。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

本實用新型公開了一種多激勵扭轉超聲振動裝置，包括變幅桿、刀具和至少兩個超聲振子，所述至少兩個超聲振子分別安裝在所述變幅桿的上端的外圓周處，且所述至少兩個超聲振子的軸線均位于與所述變幅桿的軸線垂直的同一平面上，所述刀具安裝在所述變幅桿的下端以用于加工工件，其中所述至少兩個超聲振子用于產生縱向超聲振動，所述變幅桿用于將所述至少兩個超聲振子產生的縱向超聲振動轉化為扭轉超聲振動且成比例放大。

優選地，所述變幅桿的上端的外圓周處設有至少兩個凹陷部，所述凹陷部的底部為平面，該平面平行于所述變幅桿的軸線，且在該平面上垂直設有固定孔，所述固定孔的軸線與所述變幅桿的軸線不相交，其中，所述至少兩個超聲振子分別一一對應地安裝于所述凹陷部的所述固定孔中。

優選地，所述超聲振子包括后蓋板、緊固件、多個電極片和多個壓電陶瓷片，所述多個電極片與所述多個壓電陶瓷片沿軸向交替排列固定于所述后蓋板與所述變幅桿之間，且每相鄰的兩個所述壓電陶瓷片的極化方向相反，所述緊固件穿過所述后蓋板、所述多個電極片和所述多個壓電陶瓷片后固定于所述凹陷部的底部的平面上設有的所述固定孔中，所述電極片用于與電能傳輸系統電路連接。

優選地，所述電極片與所述壓電陶瓷片的數量相等且為偶數，所述電極片材料為銅片或鍍銀銅片。

優選地，所述變幅桿中部的外圓周處設有安裝法蘭，所述安裝法蘭的上下兩個端面上分別設有至少一個環形凹槽。

優選地，所述安裝法蘭的上下兩個端面上設有的所述環形凹槽相互錯開，且所述環形凹槽的深度大于或等于所述安裝法蘭的厚度的一半。

優選地，所述安裝法蘭的徑向上設有多個貫穿槽。

優選地，所述貫穿槽的數量大于等于4個。