[发明专利]新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法及装置

说明书

本发明公开了一种新型纵‑扭复合的超声椭圆振动车削方法及装置，其变幅器整体呈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。本发明采用一体式T字形结构设计，简化了换能器与变幅器之间的连接结构，并直接使相互垂直的一组振动直接叠加产生纵‑扭复合振动，大幅增加了发射端输出振幅，同时提高了纵‑扭分量比。

技术领域：

本发明涉及一种超声振动加工设备，特别是涉及一种新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法及装置。

背景技术：

纵-扭复合超声加工技术从诞生以来一直因为对硬脆材料良好的加工效果而受到广泛关注，应用范围不断扩大。但是常见的变幅器多采用换能器与变幅杆分体式设计，换能器与变幅器之间通过螺栓连接，超声振动在传递的过程中会有较大的损失，不能在发射端获得理想的振幅。从而影响实际的加工效果，阻碍了超声加工技术的进一步推广。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理、减小占用空间、纵-扭复合振动效果好且有效提高发射端输出纵-扭分量比的新型纵-扭复合的超声椭圆振动车削方法及装置。

本发明的技术方案是：

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。

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。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。

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，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。

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。

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。

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。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。