一种用于金属拉拔的超声波振子及拉拔机构制造技术

本发明专利技术提出了一种用于金属拉拔的超声波振子及拉拔机构，涉及金属拉拔技术领域。超声波振子包括：换能器和变幅杆；所述变幅杆内设有贯穿的通孔，所述变幅杆包括自左向右依次连接的底座、第一杆体、第一连接体以及第二杆体；所述底座和所述第一连接体之间设置所述换能器；所述换能器包括至少两个压电堆，所述压电堆振动方向与所述通孔延伸方向平行。在拉拔工序中增加了超声波振子的振动，使待拉拔材料在通过拉拔模时，改变摩擦特性并使材料发生软化，可以显著降低拉拔力，减少拉拔模磨损并且提高拉拔效率和成品率。并且超声波振子具有多种工作状态，分别适用于不同的拉拔工序。分别适用于不同的拉拔工序。分别适用于不同的拉拔工序。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属拉拔的超声波振子及拉拔机构


[0001]本专利技术涉及金属拉拔领域，更具体地，涉及一种用于金属拉拔的超声波振子及拉拔机构。

技术介绍

[0002]拉拔制品主要包括丝材与管材，在各行各业都有大量的应用，如各种金属管制品和金属丝、焊丝等制品。拉拔制品主要通过拉拔机进行生产，将需要拉拔的材料放置于拉拔模具内，用拉拔钳对需要拉拔的材料通过外力进行拉拔直至形成所需的拉拔制品。常规金属的拉拔加工，需要多道拉拔工序才能完成。在多道拉拔工序中，由于变形剧烈、变形力和摩擦力大，金属材料容易出现断裂和表面缺陷。如何在保证生产效率的同时，有效解决拉拔制品表面缺陷问题，并且改善拉拔制品表面质量，成为目前技术的难点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种在保证生产效率的同时改善拉拔制品表面质量的用于金属拉拔的超声波振子。
[0004]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于金属拉拔的超声波振子，包括：换能器和变幅杆；所述变幅杆内设有贯穿的通孔，所述变幅杆包括自左向右依次连接的底座、第一杆体、第一连接体以及第二杆体；所述底座和所述第一连接体之间设置所述换能器；所述换能器包括至少两个压电堆，所述压电堆振动方向与所述通孔延伸方向平行。
[0005]作为本专利技术的进一步改进，所述压电堆包括第一压电堆和第二压电堆，所述第一压电堆和所述第二压电堆分别设置在所述第一杆体的两侧对称位置。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述超声波振子包括直线振动状态和扭转振动状态；所述第一压电堆和第二压电堆的驱动相位差为0
°
时，所述超声波振子为直线振动状态；所述第一压电堆和第二压电堆的驱动相位差为180
°
时，所述超声波振子为扭转振动状态。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述压电堆包括第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆，所述第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆环绕所述第一杆体依次间隔90
°
设置。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述超声波振子包括直线振动状态和扭转振动状态；所述第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆的驱动相位差为0
°
时，所述超声波振子为直线振动状态；所述第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆相邻两者间的驱动相位相差为90
°
时，所述超声波振子为扭转振动状态。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述压电堆通过紧固螺栓被固定在所述底座和所述第一连接体之间。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述变幅杆还包括压盖，所述压盖内设所述通孔，所述第二杆体远离所述第一连接体的一端设置有安装槽，所述安装槽内容纳拉拔模，所述压盖与所述安装槽固定连接。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述拉拔模内部设置拉拔孔，所述拉拔孔外径自靠近压电堆一端向靠近压盖一端逐渐缩小。
[0012]本专利技术还提供一种用于金属拉拔的拉拔机构，包括：如上述的超声波振子、固定座和芯棒；所述芯棒一端固定在所述固定座上，另一端插接在所述通孔内。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述固定座上设置有超声波振子。
[0014]基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：1、本专利技术提供了一种用于金属拉拔的超声波振子，不同于传统结构中环形换能器与变幅杆的设置，本专利技术对超声波振子的结构进行了创造性的改进，使其能够用于金属拉拔，在底座和第一连接体之间设置换能器，换能器包括至少两个压电堆。在拉拔工序中增加了超声波振子的振动，使待拉拔材料在通过拉拔模时，改变摩擦特性并使材料发生软化，可以显著降低拉拔力，减少拉拔模磨损并且提高拉拔效率和成品率。
[0015]2、本专利技术的超声波振子具有两种工作状态：直线振动状态和扭转振动状态，分别适用于不同的拉拔工序，直线振动状态中待拉拔材料受到的摩擦力矢量方向改变，起到减摩效果，适用于粗加工的前道拉拔工序，可以将金属材料外径拉至适宜范围内；扭转振动状态中待拉拔材料不仅起到减摩效果，还受到法向超声振动的效果，对材料表面形成冲击作用，使表面发生塑性变形，细化晶粒，并引入残余压应力，提高丝材或管材表面质量的同时，还能提高材料的抗疲劳性能，适用于精加工的后道拉拔工序，可以对粗加工后的金属材料进行精整和矫直。
附图说明
[0016]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1是本专利技术实施例一中一种超声波振子的分解结构示意图。
[0017]图2是本专利技术实施例一中一种超声波振子装配后的结构示意图。
[0018]图3是图2中A
‑
A的剖视图。
[0019]图4是本专利技术实施例二中一种超声波振子的分解结构示意图。
[0020]图5是本专利技术实施例二中一种超声波振子装配后的结构示意图。
[0021]图6是图5中B
‑
B的剖视图。
[0022]图7是本专利技术实施例三中一种拉拔机构的结构示意图。
[0023]图8是图7中C
‑
C的剖视图。
[0024]图9是本专利技术实施例四中一种拉拔机构的结构示意图。
[0025]图10是图9中D
‑
D的剖视图。
[0026]图中，110
‑
第一压电堆；111
‑
第一紧固螺栓；120
‑
第二压电堆；121
‑
第二紧固螺栓；130
‑
第三压电堆；131
‑
第三紧固螺栓；140
‑
第四压电堆；141
‑
第四紧固螺栓； 210
‑
底座；220
‑
第一杆体；230
‑
第一连接体；240
‑
第二杆体；250
‑
通孔；260
‑
压盖；270
‑
安装槽；300
‑
拉拔模；310
‑
拉拔孔；400
‑
固定座；500
‑
芯棒。
具体实施方式
[0027]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0028]下面结合图1至图10对本专利技术提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0029]实施例一：一种超声波振子，如图1至图3所示，包括：换能器和变幅杆。
[0030]变幅杆内设有贯穿的通孔250，变幅杆包括自左向右依次连接的底座210、第一杆体220、第一连接体230以及第二杆体240；底座210和第一连接体230之间设置换能器；换能器包括至少两个压电堆，压电堆振动方向与所述通孔250延伸方向平行。优选的，所述变幅杆的底座210、第一杆体220、第一连接体230以及第二杆体240为一体式结构。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于金属拉拔的超声波振子，其特征在于，包括：换能器和变幅杆；所述变幅杆内设有贯穿的通孔，所述变幅杆包括自左向右依次连接的底座、第一杆体、第一连接体以及第二杆体；所述底座和所述第一连接体之间设置所述换能器；所述换能器包括至少两个压电堆，所述压电堆振动方向与所述通孔延伸方向平行。2.根据权利要求1所述的用于金属拉拔的超声波振子，其特征在于，所述压电堆包括第一压电堆和第二压电堆，所述第一压电堆和所述第二压电堆分别设置在所述第一杆体的两侧对称位置。3.根据权利要求2所述的用于金属拉拔的超声波振子，其特征在于，所述超声波振子包括直线振动状态和扭转振动状态；所述第一压电堆和第二压电堆的驱动相位差为0
°
时，所述超声波振子为直线振动状态；所述第一压电堆和第二压电堆的驱动相位差为180
°
时，所述超声波振子为扭转振动状态。4.根据权利要求1所述的用于金属拉拔的超声波振子，其特征在于，所述压电堆包括第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆，所述第一压电堆、第二压电堆、第三压电堆和第四压电堆环绕所述第一杆体依次间隔90
°
设置。5.根据权利要求4所述的用于金属拉拔的超声波振子，其特征在于，所述超声波振...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗灵杰，张雷，李群，龙伟民，赵波，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：