超磁致伸缩超声换能器制造技术

本发明专利技术公开了超磁致伸缩超声换能器，包括后盖板、导磁块、永磁体、超磁致伸缩棒、变幅杆，这些部件之间采用螺栓连接，并由螺栓提供预紧力。导磁套筒、导磁片、变幅杆通过螺钉和刀柄固定起来，螺栓、变幅杆中间均设有孔，导磁片上设有凹槽，后盖板与导磁套筒之间、超磁致伸缩棒与线圈之间设有一定的间隙，当采用冷却液对换能器进行冷却时，在螺栓和刀柄中心孔之间设置软管连接。本发明专利技术可采用冷却气体或冷却液对换能器进行冷却，也可在线圈与超磁致伸缩棒之间设置冷却水管或冷却水套，对换能器进行冷却，实现换能器在高速旋转的同时，有效解决换能器的发热问题，控制换能器的温度在很小的范围内波动，使换能器能够稳定工作。

Giant magnetostrictive ultrasonic transducer

The invention discloses a giant magnetostrictive ultrasonic transducer, which comprises a rear cover plate, a magnetic conducting block, a permanent magnet, a giant magnetostrictive rod and a horn. The parts are connected by bolts and the preload is provided by bolts. The magnetic conduction sleeve, magnetic conduction plate and amplitude transformer are fixed by screws and knife shank, the bolts and amplitude transformer are all provided with holes in the middle, the magnetic conduction plate is provided with grooves, and a certain gap is arranged between the back cover plate and the magnetic conduction sleeve, and between the giant magnetostrictive rod and the coil. A hose connection is arranged between the holes. The invention can use cooling gas or coolant to cool the transducer, and can also set a cooling pipe or a cooling water jacket between the coil and the giant magnetostrictive rod to cool the transducer so as to realize the high speed rotation of the transducer and effectively solve the heating problem of the transducer and control the temperature of the transducer in a small range. Internal fluctuations enable the transducer to work stably.

【技术实现步骤摘要】
超磁致伸缩超声换能器
本专利技术属于超声加工设备
，具体涉及超磁致伸缩超声换能器。
技术介绍
目前，在超声加工
，压电陶瓷是超声换能器广泛应用的激振材料，但由于压电陶瓷的功率密度比较小，并且存在过热失效，易碎等不足之处，限制了其在大功率场合的应用。超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料，具有磁致伸缩系数大；功率容量高；响应速度快；性能比较稳定；机电耦合系数大等。有利于实现大功率、大振幅的超声振动。由于超磁致伸缩材料存在磁滞效应和涡流效应，以及励磁线圈要在高频下工作，会产生大量的热，严重影响超磁致伸缩换能器的性能。因此超磁致伸缩换能器工作的同时，必须对换能器进行冷却，使换能器持续稳定地工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超磁致伸缩超声换能器，利用冷气与冷却液对换能器进行冷却，解决超磁致伸缩换能器的发热问题。本专利技术所采用的技术方案是，超磁致伸缩超声换能器，包括刀柄，沿刀柄轴向设有中心通孔，刀柄上套设有副边绕组，刀柄上与副边绕组的相对位置上设置有原边绕组，且副边绕组与原边绕组通过电感耦合连接；刀柄的下部具有容置腔体，容置腔体内设置有导磁套筒，导磁套筒下端设置有设有导磁片，导磁片下端设置有变幅杆，导磁套筒、导磁片和变幅杆通过螺钉固定在刀柄上；导磁套筒内部设置线圈，线圈套设在超磁致伸缩棒外部并通过引线与副边绕组连接；沿超磁致伸缩棒轴向设有中心通孔，沿径向切缝处理，切缝处填充有绝缘胶；超磁致伸缩棒的上、下两端均沿其中心由近及远均设有永磁体、导磁块，上边的导磁块上端连接后盖板，靠近超磁致伸缩棒下端的导磁块外部套设导磁片，导磁片上设置有凹槽；后盖板、导磁块、永磁体上均设置有与超磁致伸缩棒对应的通孔，后盖板、导磁块、永磁体三个部件上的通孔与超磁致伸缩棒的中心通孔中穿接连接件，连接件下端与变幅杆连接，且连接件采用不导磁的材料，后盖板、导磁块、永磁体、超磁致伸缩棒和变幅杆之间通过粘结剂粘结。本专利技术的特点还在于：连接件为螺栓，螺栓和变幅杆上均设置通孔，螺栓的通孔与变幅杆的通孔连通，螺栓与刀柄的中心通孔之间设置有连接管，三者连通，连接管用于采用冷却液对换能器进行冷却。线圈与超磁致伸缩棒之间设置有冷却水管。线圈与超磁致伸缩棒之间设置有冷却水套。变幅杆下端通过弹性夹头连接工具头。本专利技术的有益效果是：可以有效地解决实际加工中超磁致伸缩换能器发热的问题附图说明图1是本专利技术超磁致伸缩超声换能器的结构示意图；图2是本专利技术超磁致伸缩超声换能器的导磁片的主视图；图3是本专利技术超磁致伸缩超声换能器的导磁片的左视图；图中，1.刀柄，2.原边绕组，3.副边绕组，4.紧定螺钉，5.连接管，6.后盖板，7.永磁体，8.导磁套筒，9.超磁致伸缩棒，10.导磁片，11.变幅杆，12.螺帽，13.引线，14.螺栓，15.线圈，16.螺钉，17.导磁块，18.弹性夹头，19.工具头。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术超磁致伸缩超声换能器，如图1所示，超磁致伸缩超声换能器，包括刀柄1，沿刀柄1轴向设有中心通孔，刀柄1上通过紧定螺钉4固定副边绕组3，刀柄1上与副边绕组3的相对位置上设置有原边绕组2，原边绕组2固定在机床上，原边绕组2通过引线与超声波发生器连接，且副边绕组3与原边绕组2通过电感耦合连接，以便电能的传输；刀柄1的下部具有容置腔体，容置腔体内设置有几字型导磁套筒8，导磁套筒8下端设置有设有导磁片10，导磁片10沿径向均匀设置有4个凹槽，作为换能器冷却气体的出气孔，导磁片具体形状见主视图和左视图，即图2和图3。导磁片10下端设置有变幅杆11，变幅杆11与工具头19通过弹性夹头18连接，导磁套筒8上设有法兰，刀柄1、导磁套筒8、导磁片10和变幅杆11通过螺钉16固定起来。导磁套筒8内部设置线圈15，超磁致伸缩棒9设置在线圈15中间，线圈15通过引线13与副边绕组3连接，线圈15与超磁致伸缩棒9、导磁片10、永磁体7之间设置有间隙，便于冷却气体通过，实现对换能器的冷却。超磁致伸缩棒9轴向设有中心通孔，径向切缝处理，切缝处填充有绝缘胶，可以减小涡流；超磁致伸缩棒9的上、下两端由近及远均设有永磁体7、导磁块17，永磁体7给超磁致伸缩棒9提供偏置磁场以消除倍频效应，靠近超磁致伸缩棒9的上端的导磁块17上端连接后盖板6。靠近超磁致伸缩棒9下端的导磁块17外部套设导磁片10。后盖板6、永磁体7、导磁块17均位于容置腔体内。后盖板6与导磁套筒8之间设有间隙，便于冷却气体通过。后盖板6、导磁块17、永磁体7上均设置有与超磁致伸缩棒9对应的通孔，后盖板6、导磁块17、永磁体7三个部件上的通孔与超磁致伸缩棒9的中心通孔中穿接螺栓14，螺栓14下端与变幅杆11连接，且螺栓14采用不导磁的材料，后盖板6、导磁块17、永磁体7、超磁致伸缩棒9和变幅杆11之间通过环氧树脂粘结粘结。靠近超磁致伸缩棒9上端的导磁块17与导磁套筒8之间设置有间隙，便于冷却气体通过。螺栓14和变幅杆11上均设置通孔，螺栓14的通孔与变幅杆11的通孔连通，当采用冷却液进行冷却时，螺栓14与刀柄1的中心通孔之间设置连接管5，连接管5采用软管，可以实现冷却液从刀柄中心孔流入螺栓中心孔的同时，不影响换能器的超声振动。也可在线圈15与超磁致伸缩棒9之间设置冷却水管或冷却水套，对换能器进行冷却。变幅杆11下端通过弹性夹头18连接工具头19，变幅杆11和工具头19通过螺帽12紧固，弹性夹头18上设置有与变幅杆11的通孔连通的间隙，可以实现冷却液流出。本专利技术超磁致伸缩换能器有两种冷却方案。一种方案是，当使用冷气对换能器进行冷却时，冷却气体依次经过刀柄1中心孔、刀柄1与后盖板6之间的间隙，后盖板6与导磁套筒8之间的间隙，进入超磁致伸缩棒9与线圈15之间的间隙，最后从导磁片10上的凹槽流出，实现对换能器的冷却。另一种方案是，当采用冷却液对换能器进行冷却时，在螺栓14和刀柄1中心孔之间设置连接管5，实现冷却液从刀柄1中心孔流入螺栓14中心孔的同时，不影响换能器的超声振动。冷却液依次经过刀柄1中心孔、连接管5、螺栓14中心孔、变幅杆11中心孔，从弹性夹头18的间隙流出。实现对换能器和工具的冷却。本专利技术也可在线圈15与超磁致伸缩棒9之间设置冷却水管或冷却水套，对换能器进行冷却。本专利技术超磁致伸缩超声换能器，其有益效果在于，实现换能器在高速旋转的同时，可以有效地解决实际加工中超磁致伸缩换能器发热的问题。控制换能器的温度在很小的范围内，使换能器能够稳定工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超磁致伸缩超声换能器，其特征在于，包括刀柄(1)，沿所述刀柄(1)轴向设有中心通孔，所述刀柄(1)上套设有副边绕组(3)，所述刀柄(1)上与副边绕组(3)的相对位置上设置有原边绕组(2)，且副边绕组(3)与原边绕组(2)通过电感耦合连接；刀柄(1)的下部具有容置腔体，所述容置腔体内设置有导磁套筒(8)，所述导磁套筒(8)下端设置有设有导磁片(10)，所述导磁片(10)下端设置有变幅杆(11)，所述导磁套筒(8)、导磁片(10)和变幅杆(11)通过螺钉(16)固定在所述刀柄(1)上；所述导磁套筒(8)内部设置线圈(15)，线圈(15)套设在超磁致伸缩棒(9)外部并通过引线(13)与所述副边绕组(3)连接；沿所述超磁致伸缩棒(9)轴向设有中心通孔，沿径向切缝处理，切缝处填充有绝缘胶；所述超磁致伸缩棒(9)的上、下两端均沿其中心由近及远均设有永磁体(7)、导磁块(17)，上边的导磁块(17)上端连接后盖板(6)，靠近超磁致伸缩棒(9)下端的导磁块(17)外部套设导磁片(10)，所述导磁片(10)上设置有凹槽；所述后盖板(6)、导磁块(17)、永磁体(7)上均设置有与超磁致伸缩棒(9)对应的通孔，所述后盖板(6)、导磁块(17)、永磁体(7)三个部件上的通孔与超磁致伸缩棒(9)的中心通孔中穿接连接件，连接件下端与变幅杆(11)连接，且连接件采用不导磁的材料，所述后盖板(6)、导磁块(17)、永磁体(7)、超磁致伸缩棒(9)和变幅杆(11)之间通过粘结剂粘结。...

【技术特征摘要】
1.超磁致伸缩超声换能器，其特征在于，包括刀柄(1)，沿所述刀柄(1)轴向设有中心通孔，所述刀柄(1)上套设有副边绕组(3)，所述刀柄(1)上与副边绕组(3)的相对位置上设置有原边绕组(2)，且副边绕组(3)与原边绕组(2)通过电感耦合连接；刀柄(1)的下部具有容置腔体，所述容置腔体内设置有导磁套筒(8)，所述导磁套筒(8)下端设置有设有导磁片(10)，所述导磁片(10)下端设置有变幅杆(11)，所述导磁套筒(8)、导磁片(10)和变幅杆(11)通过螺钉(16)固定在所述刀柄(1)上；所述导磁套筒(8)内部设置线圈(15)，线圈(15)套设在超磁致伸缩棒(9)外部并通过引线(13)与所述副边绕组(3)连接；沿所述超磁致伸缩棒(9)轴向设有中心通孔，沿径向切缝处理，切缝处填充有绝缘胶；所述超磁致伸缩棒(9)的上、下两端均沿其中心由近及远均设有永磁体(7)、导磁块(17)，上边的导磁块(17)上端连接后盖板(6)，靠近超磁致伸缩棒(9)下端的导磁块(17)外部套设导磁片(10)，所述导磁片(10)上设置有凹槽；所述后盖板(6)、导磁块(17)、永磁体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏阳，刘强，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61