[发明专利]一种具有多级放大功能的三维超声椭圆振动切削装置

权利要求书

1.一种具有多级放大功能的三维超声椭圆振动切削装置，其特征在于，由一维超声纵向振动器，二维超声纵弯复合振动器及刀具组成，一维超声纵向振动器可输出超声纵向振动，二维超声纵弯复合振动器可输出超声纵弯复合振动，所述一维超声纵向振动器布置在二维超声纵弯复合振动器的径向方向，激励出二维超声纵弯复合振动器的另一相弯曲振动，从而输出由弯-纵-弯振动合成的三维超声椭圆振动轨迹，所述刀具通过紧定螺栓安装在二维超声纵弯复合振动器的输出端；所述一维超声纵向振动器包括第一预紧螺栓、第一后盖板、第一压电陶瓷堆及第一变截面前盖板，所述第一预紧螺栓依次将第一后盖板、第一压电陶瓷堆及第一变截面前盖板紧固在二维超声纵弯复合振动器上，其能够输出超声纵向振动，并对超声振动进行第一次放大；所述二维超声纵弯复合振动器包括第二后盖板、中间板、两组压电陶瓷堆及第二变截面前盖板，第二预紧螺栓依次将第二后盖板、第一组压电陶瓷堆、中间板、第二组压电陶瓷堆紧固在第二变截面前盖板的螺纹孔内，所述刀具连接在第二变截面前盖板上，其能够输出超声纵弯复合振动，并对超声振动进行第二次放大；二维超声纵弯复合振动器，整体结构长度等于一个纵向振动的波长和四个弯曲振动的波长，第一组压电陶瓷堆安装在纵向振动的波峰位置处，激励出复合振动器的纵向振动，第二组压电陶瓷堆安装在弯曲振动的波峰位置处，激励出复合振动器的弯曲振动，从而使复合振动器呈现纵弯复合振动；将一维超声纵向振动器布置在二维超声纵弯复合振动器的径向方向，激励出二维超声纵弯复合振动器的另一相弯曲振动，调整与输出的纵弯复合振动的相位差，从而输出由弯-纵-弯振动合成的三维超声椭圆振动轨迹；三维超声椭圆振动使刀具在已加工表面内做椭圆运动，将切屑拨至一侧。

2.根据权利要求1所述的具有多级放大功能的三维超声椭圆振动切削装置，其特征在于，用于激励纵向振动的压电陶瓷堆是由型号为PZT-4的圆环压电陶瓷和电极片组成，利用压电陶瓷较高工作效率的d33工作模式；用于激励弯曲振动的压电陶瓷是由型号为PZT-4的半圆环压电陶瓷和电极片，同样利用压电陶瓷较高工作效率的d33工作模式。