[发明专利]双激励超声椭圆振动切削装置及其优化设计方法

权利要求书

1.一种双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，包括：

第一超声结构，包括第一变幅杆、第一连接头以及第一超声换能器，所述第一连接头连接所述第一变幅杆与所述第一超声换能器；

第二超声结构，包括第二变幅杆、第二连接头以及第二超声换能器，所述第二连接头连接所述第二变幅杆与所述第二超声换能器；

连接结构，包括连接主体以及设置于所述连接主体的第一连接端与第二连接端，所述第一连接端用于连接所述第一变幅杆，所述第二连接端用于连接所述第二变幅杆，且所述第一连接端与所述第二连接端之间存在预设夹角，所述连接主体具有圆弧过渡段以及直角端，所述直角端设置于所述圆弧过渡段远离刀具的一侧；

刀具，设置于所述连接主体，所述刀具的刀尖用于执行切削动作；以及

控制器，与所述第一超声换能器及所述第二超声换能器电连接，所述控制器调节所述第一超声换能器的第一电源信号与所述第二超声换能器的第二电源信号，以调节所述第一电源信号与所述第二电源信号之间的相位差，使所述刀具的刀尖位置合成椭圆振动轨迹。

2.根据权利要求1所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一超声换能器包括第一换能电源以及第一换能主体，所述第一换能电源为所述第一换能主体供电，并电连接所述控制器与所述第一换能主体；

所述第二超声换能器包括第二换能电源以及第二换能主体，所述第二换能电源为所述第二换能主体供电，并电连接所述控制器与所述第二换能主体；

所述控制器能够调节所述第一换能电源的第一电源信号与所述第二换能电源的第二电源信号，使所述第一换能主体及所述第二换能主体调节所述第一变幅杆及所述第二变幅杆的相位差，以调节所述第一变幅杆与所述第二变幅杆的实际谐振频率。

3.根据权利要求1所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一连接头为双头螺栓，所述第一变幅杆具有第一安装孔，所述第一超声换能器具有第二安装孔，所述第一连接头的两端分别安装于所述第一安装孔与所述第二安装孔中，并使所述第一变幅杆的端面与所述第一超声换能器的端面抵接；

所述第二连接头为双头螺栓，所述第二变幅杆具有第三安装孔，所述第二超声换能器具有第四安装孔，所述第二连接头的两端分别安装于所述第三安装孔与所述第四安装孔中，并使所述第二变幅杆的端面与所述第二超声换能器的端面抵接。

4.根据权利要求3所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一变幅杆包括第一支撑段以及第一过渡段，所述第一支撑段的一端连接所述第一过渡段，所述第一支撑段的另一端通过所述第一连接头连接所述第一超声换能器，所述第一过渡段连接所述第一连接端；

所述第二变幅杆包括第二支撑段以及第二过渡段，所述第二支撑段的一端连接所述第二过渡段，所述第二支撑段的另一端通过所述第二连接头连接所述第二超声换能器，所述第二过渡段连接所述第二连接端。

5.根据权利要求4所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一支撑段具有第一固定节面，所述第二支撑段具有第二固定节面，在所述第一固定节面的两侧设置有第一支点，所述第一支撑段通过所述第一支点固定；在所述第二支撑段的两侧设置有第二支点，所述第二支撑段通过所述第二支点固定。

6.根据权利要求5所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一支撑段远离所述第一过渡段的端部到所述第一固定节面的距离、所述第一过渡段的长度、所述第二支撑段远离所述第二过渡段的端部到所述第二固定节面的距离、所述第二过渡段的长度根据所述第一超声换能器与所述第二超声换能器的实际谐振频率以及二者的谐振差确定；

所述第一变幅杆与所述第二变幅杆的长度相同。

7.根据权利要求1至6任一项所述的双激励超声椭圆振动切削装置，其特征在于，所述第一变幅杆的端部具有凸出的第一螺柱，所述第一连接端具有第一螺孔，所述第一螺柱与所述第一螺孔配合使所述第一变幅杆的端部与所述第一连接端的端部抵接；

所述第二变幅杆的端部具有凸出的第二螺柱，所述第二连接端具有第二螺孔，所述第二螺柱与所述第一螺孔配合使所述第二变幅杆的端部与所述第二连接端的端部抵接。