[实用新型]一种超声换能器及超声刀柄

说明书

本实用新型提供了一种超声换能器和超声刀柄，其中，该超声换能器包括偶数层叠置的压电陶瓷片，每层所述压电陶瓷片上设置有2个以上的极化分区；所述压电陶瓷片包括两个导电电极及层压在所述两个导电电极之间的陶瓷材料；上下相邻的所述压电陶瓷片对应的极化分区上相互靠近的导电电极的极性相反；所述压电陶瓷片的导电电极通过电极片引出。一种超声刀柄，包括刀柄本体、变幅杆和超声换能器；所述刀柄本体和变幅杆之间形成有安装空间，所述超声换能器安装在所述变幅杆上，位于所述安装空间内；所述超声换能器为上述所述的超声换能器。所述超声刀柄可以实现复杂运动轨迹且振动稳定。

技术领域

本实用新型属于超声加工技术领域，更具体地说，是涉及一种超声换能器及超声刀柄。

背景技术

目前对一些硬脆材料的加工，传统的刀柄存在刀具损耗快、加工效率低、表面质量差等问题。超声刀柄是一种利用高频超声振动实现超声辅助加工工艺的工具，其内部的换能器可以将高频电信号转换为高频机械振动，通过变幅杆将机械振动放大，并而将超声能量传输到刀具的端面，实现对硬脆材料的高效和高质量加工。超声刀柄在不同的设计和激励条件下，刀具端部输出的轨迹不同。多数超声刀柄振动输出为单纯的轴向振动，可以减小刀具磨损和提高效率，但是对表面质量改善极为有限，且在工件边缘容易产生加工缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声换能器及超声刀柄，以解决超声刀柄振动轨迹简单，表面质量改善有限和加工边缘缺陷的问题。

本实用新型提供一种超声换能器，包括偶数层叠置的压电陶瓷片，每层所述压电陶瓷片上设置有2个以上的极化分区；所述压电陶瓷片包括两个导电电极及层压在所述两个导电电极之间的陶瓷材料；上下相邻的所述压电陶瓷片对应的极化分区上相互靠近的导电电极的极性相反；所述压电陶瓷片的导电电极通过电极片引出。

可选地，每层所述压电陶瓷片上的极化分区的个数为偶数，每层所述压电陶瓷片上相邻的极化分区的极性相反。

可选地，所述电极片包括极性相反的正极片和负极片；多层叠置的所述压电陶瓷片上下对应的极化分区上的导电电极通过所述正极片和所述负极片连接；且所述正极片和所述负极片间隔。

可选地，各所述正极片被一体化集成设置为一正极组件，各所述负极片被一体化集成设置为一负极组件。

可选地，每层所述压电陶瓷片上相邻的极化分区之间设有未极化的非极化区，由所述非极化区将相邻的极化分区隔离。

可选地，所述压电陶瓷片为整圆压电陶瓷，每个整圆压电陶瓷包括四个90°弧形压电陶瓷组成一整圆，每相邻两个90°弧形压电陶瓷的极性相反。

可选地，位置对应叠置的多个90°弧形压电陶瓷形成一压电陶瓷组，四个压电陶瓷组分别输入四个激励信号。

本实用新型又提供一种超声刀柄，包括刀柄本体、变幅杆和超声换能器；所述刀柄本体和变幅杆之间形成有安装空间，所述超声换能器安装在所述变幅杆上，位于所述安装空间内；所述超声换能器为上述所述的超声换能器。

与现有技术相比，本实用新型通过将换能器内部每层压电陶瓷设置成偶数个极化分区，对应输入偶数个不同信号，通过不同信号之间的频率和相位差的调节，实现超声刀柄复杂的运动轨迹，从而降低加工工件的表面粗糙度、减少加工缺陷且进一步提高了加工效率，且由于每层压电陶瓷为一体化设置的极化分区的压电陶瓷，使压电陶瓷的振动相对稳定，可靠性更高，适用于高速旋转的条件。所述超声换能器可以产生复杂运动轨迹，根据加工对象和结构可以选择振动输出轨迹，进一步提高表面质量，减少加工缺陷。并且，可以适用于高速旋转的苛刻条件，稳定性和可靠性好。

附图说明