[发明专利]单激励纵弯复合振动超声换能器

说明书

本发明公开了一种单激励纵弯复合振动超声换能器，包括前盖板和后端盖，在所述前盖板和所述后端盖之间夹装有间隔设置的铜片电极与压电陶瓷晶片，所述前盖板、所述后端盖、所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片采用预紧螺钉穿装在一起，在所述预紧螺钉上设有所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片的部位设有绝缘套，所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片套装在所述绝缘套上；在所述后端盖的左右两侧设有对称布置的两个支撑立柱，所述支撑立柱设置在该换能器的振动节点处，所述支撑立柱采用紧固螺钉固定；在所述前盖板上设有位于所述预紧螺钉前方的矩形斜槽。本发明易于实现平面内纵‑弯复合振动，具有结构简单、设计合理、可移植性强等优点。

技术领域

本发明属于超声加工技术领域，更具体地说本发明涉及一种单激励纵弯复合振动超声换能器。

背景技术

目前，微小型零部件在工业各个领域的应用不断增加，尤其是在航空航天、生物医学、电子通讯和环保等领域。微细铣削技术在加工具有复杂形貌的微型零部件方面有着其独特的优势，但是在加工工程陶瓷、石英、光学玻璃、单晶硅、宝石、硬质合金和复合材料等硬脆性材料过程中存在着切削力大、刀具磨损严重，以及工件边缘崩碎严重等问题。超声椭圆振动辅助加工技术在硬脆性材料加工方面有着得天独厚的优势，因此国内外众多学者将超声椭圆振动辅助加工技术引进到微细铣削中。研究表明超声椭圆振动辅助加工可以实现刀具切屑及工件的间歇性地分离，从而切削液就更容易流入切削区域充分冷却刀具，减低加工区域温度，延长刀具的使用寿命。

超声椭圆振动通常是将两个单向超声波振动进行复合形成的，目前，纵弯复合超声振动的换能器主要有两大类：一、通过对多片压电陶瓷片同频双激励复合而形成；二、对换能器的结构进行特殊化设计来实现单激励纵弯复合振动。

目前在超声椭圆振动辅助微细加工中，大多数都是在主轴上施加旋转超声椭圆振动，因而需要对主轴进行较大的改动。鉴于此，需要改变超声椭圆振动传统的施加方法，改为在工件上施加纵弯复合超声椭圆振动，从而避免对主轴进行较大的改动。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够满足在单激励下实现纵弯复合超声椭圆振动的单激励纵弯复合振动超声换能器，该换能器具有结构简单、设计合理、可移植性强等优点。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种单激励纵弯复合振动超声换能器，包括前盖板和后端盖，在所述前盖板和所述后端盖之间夹装有间隔设置的铜片电极与压电陶瓷晶片，所述前盖板、所述后端盖、所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片采用预紧螺钉穿装在一起，在所述预紧螺钉上设有所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片的部位设有绝缘套，所述铜片电极和所述压电陶瓷晶片套装在所述绝缘套上；在所述后端盖的左右两侧设有对称布置的两个支撑立柱，所述支撑立柱设置在该换能器的振动节点处，所述支撑立柱采用紧固螺钉固定；在所述前盖板上设有位于所述预紧螺钉前方的矩形斜槽。

所述矩形斜槽为等间距分布的多个，所述矩形斜槽为通槽。

在所述支撑立柱3和所述后端盖5之间设有与它们一体形成的柔性铰链。

所述前盖板和所述后端盖 横截面均为矩形，所述前盖板沿轴线方向的外形轮廓为指数形曲线。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用在前盖板上设置矩形斜槽的结构，易于实现平面内纵-弯复合振动，具有结构简单、设计合理、可移植性强等优点，对于平面内单激励复合振动具有指导性意义，可应用于超声复合振动加工领域，易于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的剖视图。

图中：1、前盖板；2、矩形槽；3、支撑立柱；4、沉头孔；5、后端盖；6、铜片电极；7、压电陶瓷晶片；8、绝缘套；9、预紧螺钉。