超磁致伸縮扭振換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲精密特種加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超磁致伸縮扭振換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]在硬脆材料高速切削加工中，刀具高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)附加超聲扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，能夠減小切削扭矩和切削力，提高加工質(zhì)量，延長刀具壽命。相關(guān)技術(shù)中的換能器，其超聲扭振的實(shí)現(xiàn)形式有以下幾種:
[0003]利用切向極化的壓電陶瓷在高頻交流電激勵(lì)下產(chǎn)生超聲扭振，利用切向極化的壓電陶瓷直接產(chǎn)生超聲扭振，但產(chǎn)生的扭振振幅受限于壓電陶瓷的功率容量和響應(yīng)速度，難以實(shí)現(xiàn)大功率、大振幅的超聲扭振輸出。
[0004]通過將軸向極化的壓電陶瓷與振動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置配合使用，將振動(dòng)模式從縱振或彎振轉(zhuǎn)換為扭振。如:利用壓電縱振或彎振換能模塊在變幅桿的切向做推挽振動(dòng)產(chǎn)生扭振；利用壓電縱振換能器和具有螺旋形溝槽的變幅桿配合產(chǎn)生扭振；利用壓電縱振換能器和斜槽式傳振桿配合產(chǎn)生扭振。由于振動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置能量轉(zhuǎn)換效率較低，輸出功率同樣較小。
[0005]利用多根沿周向傾斜安裝布置的超磁致伸縮棒，將超聲頻超磁致伸縮縱振轉(zhuǎn)化為縱-扭復(fù)合振動(dòng)輸出。該方法輸出的振動(dòng)模式為縱-扭復(fù)合振動(dòng)，由于超聲縱振和扭振耦合輸出，超聲扭振振幅等參數(shù)的可控性差

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種超磁致伸縮扭振換能器，該超磁致伸縮扭振換能器具有輸出功率和振幅大、不易過熱等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出一種超磁致伸縮扭振換能器，所述超磁致伸縮扭振換能器包括:外殼，所述外殼上設(shè)有輸出孔；輸出桿，所述輸出桿上有中心軸線與其重合的輸出法蘭，所述輸出法蘭設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述輸出桿從所述輸出孔伸出所述外殼；支撐板，所述支撐板設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述支撐板沿所述輸出法蘭的軸向與所述輸出法蘭間隔開設(shè)置；多個(gè)超磁致伸縮材料件，多個(gè)所述超磁致伸縮材料件安裝在所述輸出法蘭和所述支撐板之間，且多個(gè)所述超磁致伸縮材料件沿所述輸出法蘭的周向等間距設(shè)置；冷卻水套，所述冷卻水套設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述冷卻水套圍繞多個(gè)所述超磁致伸縮材料件設(shè)置；線圈骨架，所述線圈骨架設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述線圈骨架圍繞所述冷卻水套設(shè)置；驅(qū)動(dòng)線圈，所述驅(qū)動(dòng)線圈纏繞在所述線圈骨架和所述冷卻水套上；冷卻水管，所述冷卻水管連接在所述冷卻水套上，且所述冷卻水管伸出所述外殼。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器，能夠輸出超聲扭振，具有輸出功率和振幅大、不易過熱等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述輸出桿上設(shè)有多個(gè)輸出桿伸出塊，所述支撐板上設(shè)有分別與多個(gè)所述輸出桿伸出塊平行且間隔開設(shè)置的多個(gè)支撐板伸出塊，多個(gè)所述超磁致伸縮材料件分別通過多個(gè)預(yù)緊螺栓和多個(gè)螺母安裝在多個(gè)所述輸出桿伸出塊和多個(gè)所述支撐板伸出塊之間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)線圈為沿所述線圈骨架的周向等間距設(shè)置的多個(gè)，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)線圈串聯(lián)連接，且多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)線圈的纏繞方向一致。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述線圈骨架的外周沿上設(shè)有繞線槽，且所述冷卻水套上設(shè)有中心孔，所述驅(qū)動(dòng)線圈纏繞在所述繞線槽和所述中心孔內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述線圈骨架和所述冷卻水套通過環(huán)氧樹脂粘合。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述輸出桿和所述輸出法蘭的聲阻抗值小于所述支撐板的聲阻抗值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支撐板為鋼板，所述輸出桿和所述輸出法蘭一體成型，且所述輸出桿和所述輸出法蘭為鋁合金件。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述外殼包括:殼體，所述殼體上設(shè)有水管過孔，所述輸出法蘭、所述支撐板、多個(gè)所述超磁致伸縮材料件、所述冷卻水套和所述線圈骨架設(shè)在所述殼體內(nèi)，所述冷卻水管穿過所述水管過孔；蓋板，所述蓋板可拆卸地安裝在所述殼體上，所述輸出孔設(shè)在所述蓋板上，且所述輸出桿與所述輸出孔間隙配合。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述殼體上設(shè)有內(nèi)螺紋，且所述蓋板上設(shè)有外螺紋，所述蓋板通過所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的配合安裝在所述殼體上。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支撐板通過螺釘安裝在所述殼體上。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的剖視圖。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的剖視圖。
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的冷卻水套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的冷卻水套的剖視圖。
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的輸出桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器的支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記:超磁致伸縮扭振換能器1、外殼100、殼體110、水管過孔111、蓋板120、輸出桿200、輸出法蘭210、避讓槽211、輸出桿伸出塊220、支撐板300、支撐板伸出塊310、螺釘孔320、超磁致伸縮材料件400、預(yù)緊螺栓410、螺母420、冷卻水套500、中心孔510、水管過孔520、冷卻水腔530、線圈骨架600、繞線槽610、驅(qū)動(dòng)線圈700、冷卻水管800、螺釘900。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0030]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器I。
[0031]如圖1-圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器I包括外殼100、輸出桿200、支撐板300、多個(gè)超磁致伸縮材料件400、冷卻水套500、線圈骨架600、驅(qū)動(dòng)線圈700和冷卻水管800。
[0032]外殼100上設(shè)有輸出孔。輸出桿200上有中心軸線與其重合的輸出法蘭210，輸出法蘭210設(shè)在外殼100內(nèi)，且輸出桿200從所述輸出孔伸出外殼100。支撐板300設(shè)在外殼100內(nèi)，且支撐板300沿輸出法蘭210的軸向與輸出法蘭210間隔開設(shè)置。多個(gè)超磁致伸縮材料件400安裝在輸出法蘭210和支撐板300，且多個(gè)超磁致伸縮材料件400沿輸出法蘭210的周向等間距設(shè)置。冷卻水套500設(shè)在外殼100內(nèi)，且冷卻水套500圍繞多個(gè)超磁致伸縮材料件400設(shè)置。線圈骨架600設(shè)在外殼100內(nèi)，且線圈骨架600圍繞冷卻水套500設(shè)置。驅(qū)動(dòng)線圈700纏繞在線圈骨架600和冷卻水套500上。冷卻水管800連接在冷卻水套500上，且冷卻水管800伸出外殼100。
[0033]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超磁致伸縮扭振換能器1，通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)線圈700和超磁致伸縮材料件400，當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈7