一种超声换能器及超声刀柄制造技术

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种超声换能器及超声刀柄
本技术属于超声加工
，更具体地说，是涉及一种超声换能器及超声刀柄。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术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，本技术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。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术第二实施例提供的超声刀柄的立体结构示意图；图2为图1的超声换能器部分爆炸结构示意图；图3为本技术第一实施例中超声换能器的压电陶瓷的立体结构示意图；图4为本技术第一实施例提供的超声刀柄的电极输入信号正负示意图；图5为本技术第一实施例提供的超声刀柄的电极输入信号的波形图；图6为本技术第一实施例提供的超声刀柄的电极输入两种不同信号所产生的运动轨迹示意图；图7为本技术第一超声换能器中多层压电陶瓷的半剖示意图；图8为本技术第一实施例中超声换能器的压电陶瓷的另一立体结构示意图。其中，图中各附图标记：1-超声刀柄；11-工具头；13-变幅杆；15-超声换能器；17-刀柄主体；19-后盖；151-第一压电陶瓷；152-第二压电陶瓷；153-第三压电陶瓷；154-第四压电陶瓷；155-第一电极片；156-第二电极片；157-第三电极片；158-第四电极片；159-第五电极片；1551-第一左电极片；1552-第一右电极片；1561-第二左电极片；1562-第二右电极片；1571-第三左电极片；1572-第三右电极片；1581-第四左电极片；1582-第四右电极片；1591-第五左电极片；1592-第五右电极片；251-第一半圆环压电陶瓷；252-第二半圆环压电陶瓷；253-第三半圆环压电陶瓷；351-整圆环压电陶瓷。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1-8，现对本技术提供的超声换能器和超声刀柄分别进行说明。第一实施例：本技术第一实施例提供了一种超声换能器15，该超声换能器15包括第一压电陶瓷151、第二压电陶瓷152、第三压电陶瓷153、第四压电陶瓷154、第一电极片155、第二电极片156、第三电极片157、第四电极片158和第五电极片159，每个压电陶瓷的上下两面分别设置一电极片，所以所述超声换能器15内的元件从上至下依次包括第一电极片155、第一压电陶瓷151、第二电极片156、第二压电陶瓷152、第三电极片157、第三压电陶瓷153、第四电极片158、第四压电陶瓷154、第五电极片159。在本实施例中，所述第一电极片155、第二电极片156、第三电极片157、第四电极片158和第五电极片159为五个相同的电极片，所述第一压电陶瓷151、第二压电陶瓷152、第三压电陶瓷153、第四压电陶瓷154为四个相同的压电陶瓷。作为一种变形，所述超声换能器15内部的压电陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声换能器，其特征在于，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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声换能器，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，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。


3.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，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。


4.根据权利要求3所述的超声换能器，其特征在于，各所述正极片被一体化集成设置为一正极组件，各所述负...

【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，
申请(专利权)人：程龙，
类型：新型
国别省市：广东;44