一种超声振动加工装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声振动加工装置，包括纵扭换能器、变幅杆、连接螺柱和刀具，所述纵扭换能器的前端和所述变幅杆的后端通过所述连接螺柱同轴连接，在所述变幅杆的中部设有法兰，所述纵扭换能器上第一位置处的外圆周面上和/或所述变幅杆上第二位置处的外圆周面上设有多条螺旋槽，其中所述纵扭换能器的所述第一位置靠近所述变幅杆的一侧，所述变幅杆的所述第二位置位于所述法兰的后侧。本实用新型专利技术还公开了一种纵

【技术实现步骤摘要】
一种超声振动加工装置及系统


[0001]本技术涉及超声波加工
，尤其涉及一种超声振动加工装置及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着现代新型材料的兴起，新型硬脆复合材料在机加工行业所占的比例越来越大，同时人们对硬脆材料零件的加工质量的要求越来越高。纵
‑
扭超声加工技术被认为是在加工硬脆复合材料的有效方法之一，纵
‑
扭超声加工技术是在基于刀具的自身运动上，叠加纵扭复合超声振动。在此模式下，硬脆材料的被加工表面、铣削稳定性及刀具使用寿命得到大幅度改善。
[0003]目前实现纵扭复合超声振动的方式有两种，一是将压电陶瓷沿切向极化，但是在技术上很难实现，工艺复杂、成本昂贵；二是通过在实心变幅杆外壁开斜槽螺旋槽的方式实现扭转振动，存在扭转分量占比低等缺点，阻碍了纵
‑
扭超声加工技术的在加工应用与推广。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]为了克服现有的纵扭复合技术的不足，本技术提出一种设计合理、减小占用空间、缩短制造周期、降低成本，实现较高的扭转分量占比，有效提高超声加工效率的纵
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扭复合超声振动加工装置。
[0006]为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]本技术公开了一种超声振动加工装置，包括纵扭换能器、变幅杆、连接螺柱和刀具，所述纵扭换能器的前端和所述变幅杆的后端通过所述连接螺柱同轴连接，在所述变幅杆的中部设有法兰，所述纵扭换能器上第一位置处的外圆周面上和/或所述变幅杆上第二位置处的外圆周面上设有多条螺旋槽，其中所述纵扭换能器的所述第一位置靠近所述变幅杆的一侧，所述变幅杆的所述第二位置位于所述法兰的后侧。
[0008]优选地，所述纵扭换能器包括紧固件、后盖板、多个电极片、多个压电陶瓷片和N个前盖板，多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片同轴且沿轴向交替排列，所述紧固件穿过所述后盖板、多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片之后与所述N个前盖板固定连接，以将多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片固定连接在所述后盖板和所述N个前盖板之间，其中N为≥1的自然数。
[0009]优选地，所述N个前盖板中的至少一个前盖板的外圆周面上设有螺旋槽。
[0010]优选地，所述变幅杆的第三位置处的外圆周面上设有多条螺旋槽，所述变幅杆的所述第三位置位于所述法兰的前侧。
[0011]优选地，所述纵扭换能器与所述变幅杆的接触面的直径相同，且所述变幅杆的前
端的直径小于所述变幅杆的后端的直径。
[0012]优选地，所述纵扭换能器上第一位置处的外圆周面上设有均匀分布的至少两条第一螺旋槽，且各条所述第一螺旋槽与所述纵扭换能器同轴。
[0013]优选地，所述变幅杆上第二位置处的外圆周面上设有均匀分布的至少两条第二螺旋槽，且各条所述第二螺旋槽与所述变幅杆同轴。
[0014]优选地，所述变幅杆的第三位置处的外圆周面上设有均匀分布的至少两条第三螺旋槽，且各条所述第三螺旋槽与所述变幅杆同轴。
[0015]优选地，在所述法兰的外端边缘处向前侧和/或向后侧延伸形成延伸圆环单元，所述延伸圆环单元的后端设有圆柱导向部，前端设有螺纹部。
[0016]本技术还公开了一种超声振动加工系统，包括刀柄和上述的超声振动加工装置，所述刀柄的前端设有内腔，所述超声振动加工装置连接安装在所述刀柄的所述内腔中。
[0017]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术公开的超声振动加工装置，在变幅杆的法兰的后部设有多条螺旋槽，该多条螺旋槽可以设置在纵扭换能器和/或变幅杆上，通过螺旋槽对超声波的反射和折射作用，使单激励纵振转换为纵扭复合振动，将纵扭复合振动经变幅杆传递后主要作用在刀具工作端，使刀具工作端输出较大扭振振幅，有效提高了超声加工系统的扭转振动分量，提高纵扭转换效率。
[0018]在进一步的方案中，本技术还具有以下优点：
[0019]变幅杆法兰的外端边缘处向前和/或向后延延伸形成的延伸圆环单元上设有圆柱导向结构与外螺纹，可使超声振动装置与刀柄装配过程更为简易。
[0020]在纵扭换能器前端设置前盖板，通过改变前盖板可以调整超声振动系统的质量和长度，确保整个超声振动装置在更换不同直径、悬伸长度的刀具前后谐振频率始终保持一致。
[0021]在变幅杆法兰前部的外圆周面上设有螺旋槽，可以进一步实现不同的纵扭输出组合。
[0022]纵扭换能器可以包括多个前盖板，多个前盖板由紧固件连接固定，且在每个前盖板上可以分别设有螺旋槽，实现多级螺旋槽结构，进一步提高纵扭转换效率。
附图说明
[0023]图1a是本技术实施例一的纵
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扭复合模态超声振动装置的结构示意图；
[0024]图1b是图1a的部分剖面示意图；
[0025]图1c是图1a中纵
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扭复合模态超声振动装置的纵扭换能器的结构示意图；
[0026]图1d是图1a中的纵
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扭复合模态超声振动装置装在刀柄上的结构示意图；
[0027]图2是本技术实施例二的纵
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扭复合模态超声振动装置的结构示意图；
[0028]图3是本技术实施例三的纵
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扭复合模态超声振动装置的结构示意图；
[0029]图4是本技术实施例四的纵
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扭复合模态超声振动装置的结构示意图；
[0030]图5是本技术实施例五的纵
‑
扭复合模态超声振动装置的结构示意图；
[0031]图6是本技术实施例六的纵
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扭复合模态超声振动装置的结构示意图。
具体实施方式
[0032]以下对本技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0033]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。
[0034]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0035]此外，术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声振动加工装置，其特征在于，包括纵扭换能器、变幅杆、连接螺柱和刀具，所述纵扭换能器的前端和所述变幅杆的后端通过所述连接螺柱同轴连接，在所述变幅杆的中部设有法兰，所述纵扭换能器上第一位置处的外圆周面上和/或所述变幅杆上第二位置处的外圆周面上设有多条螺旋槽，其中所述纵扭换能器的所述第一位置靠近所述变幅杆的一侧，所述变幅杆的所述第二位置位于所述法兰的后侧。2.根据权利要求1所述的超声振动加工装置，其特征在于，所述纵扭换能器包括紧固件、后盖板、多个电极片、多个压电陶瓷片和N个前盖板，多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片同轴且沿轴向交替排列，所述紧固件穿过所述后盖板、多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片之后与所述N个前盖板固定连接，以将多个所述电极片和多个所述压电陶瓷片固定连接在所述后盖板和所述N个前盖板之间，其中N为≥1的自然数。3.根据权利要求2所述的超声振动加工装置，其特征在于，所述N个前盖板中的至少一个前盖板的外圆周面上设有螺旋槽。4.根据权利要求1所述的超声振动加工装置，其特征在于，所述变幅杆的第三位置处的外圆周面上设有多条螺旋槽，所述变幅杆的所述第三位置位于所述法兰的前侧。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学奇，许超，马原，
申请(专利权)人：深圳市青鼎装备有限公司，
类型：新型
国别省市：