[发明专利]新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法及装置

权利要求书

1.一种新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法，包括以下步骤：

a、将变幅器设计为T字形，其水平方向的一端设为小端，另一端设为第一大端，其竖直方向设为第二大端，在第一大端和第二大端分别设置一组反射端、压电陶瓷片和铜电极，变幅器的结构尺寸满足“半波长”设计要求；

b、将所述小端作为发射端，并且在其外端部中心设置刀具，两组压电陶瓷片分别在超声波发生器高频电信号的激励下产生互相垂直的纵向振动，两列波在交汇处相遇叠加，产生纵-扭复合振动；

c、根据加工要求不同，分别控制两组输入压电陶瓷片的激励信号，从而控制以纵振或者纵-扭复合振动状态工作。

2.根据权利要求1所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法，其特征是：第二大端的参数包括距第一大端的水平距离、高度、直径，通过调整上述参数得到最佳纵-扭分量比。

3.根据权利要求1所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法，其特征是：变幅器的前端结构是锥形、柱形或悬链线形；根据加工需要，刀具为车刀或镗刀；变幅器通过固定板设置在机床上。

4.一种新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削装置，包括反射端、压电陶瓷片、铜电极和变幅器，其特征是：所述变幅器整体呈T字形，其水平方向的一端设为小端，另一端设为第一大端，其竖直方向设为第二大端，所述第一大端和第二大端分别设置一组反射端、压电陶瓷片和铜电极，所述变幅器整体尺寸按照“半波长”规律设计，所述发射端的外端部中心设置刀具，两组压电陶瓷片分别在超声波发生器高频电信号的激励下产生互相垂直的纵向振动，两列波在交汇处相遇叠加，产生纵-扭复合振动。

5.根据权利要求4所述的孔式模态叠加式纵-扭复合超声振动加工装置，其特征是：所述第一大端和第二大端的端面上分别设置一个法兰盘，并且，所述第一大端和第二大端的端面中心设置有螺纹孔，两组所述反射端、压电陶瓷片和铜电极分别通过连接螺栓串接在一起，并且，所述连接螺栓的内端与所述螺纹孔旋合连接。

6.根据权利要求5所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削装置，其特征是：每组所述反射端、压电陶瓷片和铜电极中包括四个压电陶瓷片和四个铜电极，二者间隔交错分布，相邻所述压电陶瓷片纵向极化方向相反，所述压电陶瓷片净化后采用专业粘合剂粘合，并进行老化处理；各接触面、圆周面进行精磨，达到粗糙度及跳动要求。

7.根据权利要求4所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削装置，其特征是：所述变幅器的中部为固定架，所述固定架的侧面上设置有固定板，所述固定板上间隔设置有安装孔。

8.根据权利要求4所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削装置，其特征是：所述变幅器的小端截面形状根据不同使用场景为圆形或者矩形，所述刀具为车刀或镗刀。

9.根据权利要求4所述的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削装置，其特征是：所述压电陶瓷片预应力为3000-3500N/cm²，根据压电陶瓷片的面积和连接螺栓的横截面积计算预紧力，并通过测力矩扳手施加预紧力，进一步保证接触面间紧密贴合。