一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超声聚焦的锯齿积屑去除装置及方法，该装置包括超声振荡电源、超声发射单元及容器，所述的超声发射单元包括圆柱形支架、吸声材料、第一电极、第二电极、压电材料、匹配层、电源线和穿板接头；所述的圆柱形支架上底面为凹面结构，凹面结构的材料为压电材料，压电材料的上底面镀有第一电极，下底面镀有第二电极，圆柱形支架内部填充吸声材料，第一电极上设置匹配层；所述的超声发射单元设置在容器内，穿板接头将圆柱形支架、容器及带锯床工作台三者连接在一起；所述的容器开有两个相对应的入刀口和出刀口；本发明专利技术对机床的兼容性好，能适应各种规格的工件，且制作成本较低，效果明显。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及带锯条锯齿积屑的去除方法及装置，特别是涉及一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置及方法。技术背景：随着科技的发展，超声波技术越来越广泛的应用于医疗﹑军事﹑工业等领域。金属带锯床作为机械加工制造中的重要设备，其加工精度直接关系到后续工序的效率和质量，但是由于现有加工方法的技术局限性，使得当带锯床工作时，总有部分废屑附着在带锯上，从而使切削效率大大下降，并且加快金属带锯条磨损，增大电机的锯切负载，同时也会增大工件加工表面的粗糙度。目前，在相关领域并没有基于超声聚焦声原理去除带锯粘屑的装置，如专利号CN2460061Y公开了一种高强度超声治疗肿瘤的多焦点旋转式超声聚焦装置，其主体为一球冠，在球冠的外球面上有若干沿径向有序设置的阶梯圆孔，其大阶圆孔阶内依次装有密封圈、超声辐射器、螺钉、各压电陶瓷超声辐射器中垂线与相应的球冠球心线偏移0-6°，形成多个聚焦点，本装置在聚焦面上形成多焦点，增加治疗面积，减轻患者对健康组织的灼热感，但该装置主要用于医疗治疗领域，在带锯床去屑上不具有实用性。专利号CN201744425U公开了一种超声波聚焦液体喷雾器，该超声波聚焦液体喷雾器包括液体容器以及设于液体容器外表面的聚焦换能器，其液体容器于焦点区周围的容器壁上设置有若干微喷孔，并且设有供液管，其聚焦换能器的焦点区落在所述液体容器壁上。本装置结构简单，超声聚焦效果好，能够产生分布非常均匀的喷雾效果，但缺少反馈环节，因此对锯床无法适用。本专利技术针对以上不足，提供了一种将超声聚焦应用于带锯床去屑的装置。
技术实现思路
：本专利技术针对现有带锯锯齿上积屑不易清除的技术难题，提供一种基于超声聚焦的锯齿积屑去除装置及方法。   一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，包括超声振荡电源、超声发射单元及容器，所述的超声发射单元包括圆柱形支架、吸声材料、第一电极、第二电极、压电材料、匹配层、电源线和穿板接头；所述的圆柱形支架上底面为凹面结构，凹面结构的材料为压电材料，压电材料的上底面镀有第一电极，下底面镀有第二电极，圆柱形支架内部填充吸声材料，第一电极上设置匹配层；所述的超声发射单元设置在容器内，穿板接头将圆柱形支架、容器及带锯床工作台三者连接在一起；所述的容器开有两个相对应的入刀口和出刀口；所述的超声振荡电源通过电源线与第一电极和第二电极连接。所述的匹配层为声透镜，匹配层的曲率与圆柱形支架上底面为凹面结构的曲率一致.所述的压电材料为压电陶瓷。一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置的去屑方法，具体包括以下步骤：步骤（1）基于反馈产生超声电磁脉冲；根据液面传感器反馈信息及工况条件，选择超声振荡电源，根据实际初始状态，设置超声聚焦系统的初始输出参数，在锯床开始工作后，超声振荡电源的输出参数受液面反馈信息和工控机的调节；步骤（2）由电磁脉冲转换为机械振动；超声振荡电源将产生的超声电信号加在电极上形成通路，电流流经压电材料，产生高频声信号，即所谓的超声波信号，从而实现将电能转化为机械能；步骤（3）实现超声波聚焦；超声电磁脉冲经换能器后由电信号转化成机械振动，利用匹配层凹面结构的聚焦效果，对超声换能器输出的超声波进行聚焦；步骤（4）超声聚焦实现去屑；在工件锯切过程中，超声振荡电源产生的电信号通过超声聚焦装置聚焦到带锯条锯齿粘屑上，通过振碎积屑从而实现去屑；在带锯床进给过程中，反应容器内液面不断下降，液面传感器将实时液面信息反馈到工控机内，通过内部程序处理，改变换能器焦点位置，使得带锯锯齿始终处于焦点附近，达到较好的去屑效果。本专利技术的优点是：对机床的兼容性好，能适应各种规格的工件，且制作成本较低，效果明显。超声振荡电源输出信号参数能随实际工况变化而跟踪变化，保证精确聚焦。通过特定反应容器，将超声聚焦于带锯锯刃部分，基于超声能量轰击原理，实现去除锯齿积屑的方法，可以提高切削效率，延长金属带锯条使用寿命，减小电机的锯切负载，同时也使得工件加工表面的粗糙度得到很大改善。附图说明：图1为本专利技术具体实施例的结构示意图；图2为本专利技术所涉及的超声聚焦具体结构示意图；图3为工件附加超声聚焦装置的金属带锯床工作流程。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。如图1、图2所示，一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，包括超声振荡电源、超声发射单元12及容器8，所述的超声发射单元包括圆柱形支架、吸声材料1、第一电极2、第二电极3、压电材料4、匹配层5、电源线6和穿板接头7；所述的圆柱形支架上底面为凹面结构，凹面结构的材料为压电材料4，压电材料的上底面镀有第一电极2，下底面镀有第二电极3，圆柱形支架内部填充吸声材料1，第一电极上设置匹配层5；所述的超声发射单元设置在容器8内，穿板接头7将圆柱形支架、容器8及带锯床工作台三者连接在一起；所述的容器8开有两个相对应的入刀口9和出刀口10；所述的超声振荡电源通过电源线6与第一电极2和第二电极3连接；所述的匹配层为声透镜，匹配层的曲率与圆柱形支架上底面为凹面结构的曲率一致；一种锯齿粘屑超声聚焦去除方法，具体包括以下步骤：步骤（1）基于反馈产生超声电磁脉冲；根据液面传感器反馈信息及工况条件，选择超声振荡电源，根据实际初始状态，设置超声聚焦系统的初始输出参数，在锯床开始工作后，超声振荡电源的输出参数受液面反馈信息和工控机的调节；步骤（2）由电磁脉冲转换为机械振动；超声振荡电源将产生的超声电信号加在电极上形成通路，电流流经压电陶瓷，产生高频声信号11，即所谓的超声波信号，从而实现将电能转化为机械能；步骤（3）实现超声波聚焦；超声电磁脉冲经换能器后由电信号转化成机械振动，由于此时振动的效果无法满足实际要求，因此需要将振动能量聚焦；匹配层凹面结构的设计主要利用其聚焦效果，对超声换能器输出的超声波进行聚焦，使输出的振动达到锯齿去屑的要求；步骤（4）超声聚焦实现去屑；在工件锯切过程中，超声振荡电源产生的电信号通过超声聚焦装置聚焦到带锯条锯齿粘屑上，通过振碎积屑从而实现去屑；在带锯床进给过程中，反应容器内液面不断下降，液面传感器将实时液面信息反馈到工控机内，通过内部程序处理，改变换能器焦点位置，使得带锯锯齿始终处于焦点附近，达到较好的去屑效果。搭建超声聚焦系统在当下已经是比较成熟的技术。一种基于超声聚焦的锯齿积屑去除装置，包括超声电源、超声发射单元及带锯床本体。本专利技术中所述超声发射单元，具有聚焦面，聚焦面为球面结构，使得所述超声发生器发射的超声波在聚焦面的轴线上形成超声聚焦区域，该超声聚焦区域沿超声波声轴线方向延伸并聚焦在带锯床锯齿15前的粘屑上。实施例：如图1和图3所示，盛装超声聚焦装置12的容器8两侧留有进刀口9和出刀口10，刀口宽度以稍大于带锯条厚度为宜，容器内装有水，整个装置固定在锯床工作台面上，锯床14在进给过程中，通过水泵不断从水箱中向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，包括超声振荡电源、超声发射单元及容器，其特征在于：所述的超声发射单元包括圆柱形支架、吸声材料、第一电极、第二电极、压电材料、匹配层、电源线和穿板接头；所述的圆柱形支架上底面为凹面结构，凹面结构的材料为压电材料，压电材料的上底面镀有第一电极，下底面镀有第二电极，圆柱形支架内部填充吸声材料，第一电极上设置匹配层；所述的超声发射单元设置在容器内，穿板接头将圆柱形支架、容器及带锯床工作台三者连接在一起；所述的容器开有两个相对应的入刀口和出刀口；所述的超声振荡电源通过电源线与第一电极和第二电极连接。

【技术特征摘要】
1. 一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，包括超声振荡电源、超声发射单元及容器，
其特征在于：所述的超声发射单元包括圆柱形支架、吸声材料、第一电极、第二电极、压电材料、匹配层、电源线和穿板接头；
所述的圆柱形支架上底面为凹面结构，凹面结构的材料为压电材料，压电材料的上底面镀有第一电极，下底面镀有第二电极，圆柱形支架内部填充吸声材料，第一电极上设置匹配层；
所述的超声发射单元设置在容器内，穿板接头将圆柱形支架、容器及带锯床工作台三者连接在一起；
所述的容器开有两个相对应的入刀口和出刀口；
所述的超声振荡电源通过电源线与第一电极和第二电极连接。
2.根据权利要求1所述的一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，其特征在于：所述的匹配层为声透镜，匹配层的曲率与圆柱形支架上底面为凹面结构的曲率一致.
根据权利要求1所述的一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置，其特征在于：压电材料为压电陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种锯齿粘屑超声聚焦去除装置的去屑方法，其特征在于：具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪敬，刘凯，蒙臻，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33