[发明专利]一种纵扭复合超声振动加工装置

摘要

本发明公开了一种纵扭复合超声振动加工装置，它包括纵向超声振动换能器和超声变幅杆；超声变幅杆设置在纵向超声振动换能器的前端，并与纵向超声振动换能器整体连接在一起。该纵向超声振动换能器包括后盖板、压电陶瓷片、电极片、前盖板、绝缘套筒以及用于连接以上几个部分的预紧螺栓，该超声变幅杆包括变幅杆指数段和变幅杆圆柱段，变幅杆指数段与前盖板设计成一个整体，变幅杆圆柱段用于与加工工具连接，变幅杆指数段表面开四个相同的螺旋槽，螺旋槽可以将纵向超声振动换能器产生的纵向振动部分地转换为扭转振动，从而使变幅杆圆柱段端面产生纵扭复合超声振动。本发明具有结构简单、扭转分量大、能量转换效率高等优点。

主权项

一种纵扭复合超声振动加工装置，其特征在于：它包括纵向超声振动换能器和超声变幅杆，超声变幅杆设置在纵向超声振动换能器的前端，并与纵向超声振动换能器整体连接在一起，省去了中间的连接部分，从而避免了超声能量在两部件间传递时的损失；所述纵向超声振动换能器包括后盖板、压电陶瓷片、电极片、前盖板、绝缘套筒以及用于连接固定和压紧以上几种部件的预紧螺栓；该后盖板在纵向超声振动换能器的后端部，该前盖板在纵向超声振动换能器的前端部，该电极片和压电陶瓷片设置在后盖板与前盖板之间，绝缘套筒嵌在四片压电陶瓷片内孔壁上，预紧螺栓将上述后盖板、电极片、压电陶瓷片、前盖板和绝缘套筒连接固定在一起，该预紧螺栓是长50mm的M12螺栓；该后盖板为一圆柱体件，中间开有台阶孔，用于穿过预紧螺栓，材料为45号钢；该压电陶瓷片为圆环状件，材料为PZT‑8；该电极片同样为圆环状件，材料为黄铜；该前盖板为圆柱体件，中心部开有螺孔，用于连接预紧螺栓，材料为TC4；该绝缘套筒为筒状件，材料为ABS塑料，以上构成了超声纵向振动换能器，从而将超声波电源输出的电能转换为压电陶瓷片振动的机械能；所述超声变幅杆为Y型状件，包括变幅杆指数段和变幅杆圆柱段，变幅杆圆柱段设置在指数段的前端，与变幅杆指数段构成一个整体；所述变幅杆指数段材料为TC4，其表面开四个螺旋槽，用于将所述纵向振动换能器产生的纵向振动部分地转换为扭转振动，通过调整四个螺旋槽的外形尺寸，使纵振频率和扭转频率达到一致，从而提高能量转换效率，变幅杆指数段还具有放大振幅的作用；所述变幅杆圆柱段形状为一圆柱体，材料为TC4，用于和加工刀具连接，其直径根据刀具的直径确定，与刀具的连接方式使用ER夹头或是螺纹连接。