单激励二维超声椭圆振动加工平台装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，包括超声电源、超声换能器、单激励二维超声椭圆振动平台和夹具；所述超声电源连接所述超声换能器并产生超声频率电信号；所述超声换能器包括端盖、压电陶瓷及电极片，将超声频率电信号转换成超声振动；所述单激励二维超声椭圆振动平台上放置有工件；所述单激励二维超声椭圆振动平台将一维超声振动转换成超声椭圆振动，带动工件产生超声椭圆振动；所述夹具对单激励二维超声椭圆振动平台进行夹持。应用本技术方案可实现能够用于硬脆难加工材料加工行业，能够明显提高硬脆材料加工质量及极高地提升其加工效率。加工质量及极高地提升其加工效率。加工质量及极高地提升其加工效率。

【技术实现步骤摘要】
单激励二维超声椭圆振动加工平台装置


[0001]本技术涉及硬脆材料加工
，具体是指一种单激励二维超声椭圆振动加工平台装置。

技术介绍

[0002]陶瓷、单晶硅、微晶玻璃等硬脆材料具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、耐化学腐蚀、抗氧化以及增韧改性等优良的力学性能。随着科技和工业的发展，制造业向着高性能材料和精密制造等方向发展，一方面对具有优异物理化学及机械性能的硬脆性材料的需求日益增加，另一方面对关键零件的加工精度、加工质量和加工效率提出了更加高的要求。硬脆性材料比如陶瓷、单晶硅、微晶玻璃等材料在光电、航空航天、汽车、生物医学工程、3C数码等领域中应用越来越多。而传统加工技术，由于其自身工艺水平的限制，在对硬脆材料加工时容易产生较大的切削力和切削温度，从而造成关键零件表面质量不达标、面型精度差、加工效率低、刀具寿命低等问题。因此，需要不断探索新的超精密加工技术、方法和工艺，才能满足日益紧迫的先进制造加工行业的要求。
[0003]超声椭圆振动加工技术首次是由日本学者社本英二在CIRP国际会议上提出的，他将超声椭圆振动和传统超声加工复合在一起，改变了传统切削加工的去除机制。在椭圆振动切削过程中，刀具与工件和切屑进行周期间歇性的接触和分离，不仅有助于切削力的降低，还有助于切屑的流出。相比普通切削和一维超声振动切削,超声椭圆振动切削具有降低切削力、降低切削温度、减低刀具磨损、抑制毛刺的产生、减小积屑瘤、抑制颤振、提高切削稳定性、降低表面粗糙度、提高加工精度、提高刀具寿命等诸多优点。
[0004]很多学者对超声椭圆振动加工进行了研究。这些研究成果对超声椭圆振动在改善难加工材料的加工质量和延长刀具寿命等方面具有重要意义。然而，在研究超声椭圆振动时还是存在一定的空白，主要表现在：(1)以往对于超声椭圆振动铣削铣磨加工的研究多是对主轴或者刀柄进行改造，这会导致机床精度和机床刚性降低。(2)以往设计超声椭圆振动平台多是使用双激励方法使两种振动复合实现，应用单激励方法设计超声椭圆振动平台的研究几乎没有。
[0005]在双激励振动平台的设计中多是采用两组压电陶瓷堆的设计，采用纵向振动、扭转振动、弯曲振动和径向振动中两种振动模态复合产生超声椭圆振动，两组压电陶瓷堆的设计会导致整个超声椭圆振动平台的体积增大结构复杂，另外还需要两路超声电源信号进行激励，增大了超声电源设计的难度。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，实现能够用于硬脆难加工材料加工行业，能够明显提高硬脆材料加工质量及极高地提升其加工效率。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种单激励二维超声椭圆振动加工平
台装置，包括超声电源、超声换能器、单激励二维超声椭圆振动平台和夹具；所述超声电源连接所述超声换能器并产生超声频率电信号；所述超声换能器包括端盖、压电陶瓷及电极片，将超声频率电信号转换成超声振动；所述单激励二维超声椭圆振动平台上放置有工件；所述单激励二维超声椭圆振动平台将一维超声振动转换成超声椭圆振动，带动工件产生超声椭圆振动；所述夹具对单激励二维超声椭圆振动平台进行夹持。
[0008]在一较佳的实施例中，超声换能器包括第一电极片、第二电极片、第三电极片及第四电极片；所述第一电极片、第二电极片、第三电极片及第四电极片依次设置。
[0009]在一较佳的实施例中，所述超声换能器包括第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、第三压电陶瓷及第四压电陶瓷；所述第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、第三压电陶瓷及第四压电陶瓷依次设置。
[0010]在一较佳的实施例中，第一电极片、第一压电陶瓷、第二电极片、第二压电陶瓷、第三电极片、第三压电陶瓷、第四压电陶瓷及第四电极片依次设置。
[0011]在一较佳的实施例中，所述端盖设置于所述第一电极片背向所述第一压电陶瓷的一面；所述端盖第一电极片、第一压电陶瓷、第二电极片、第二压电陶瓷、第三电极片、第三压电陶瓷、第四压电陶瓷及第四电极片之间通过双头螺栓固定。
[0012]在一较佳的实施例中，第二电极片及第四电极片连接所述超声电源。
[0013]在一较佳的实施例中，所述单激励二维超声椭圆振动平台上设置有小孔组。
[0014]在一较佳的实施例中，所述单激励二维超声椭圆振动平台的两侧分别设置有第一限位块及第二限位块；所述夹具沿竖直方向设置有分别与所述第一限位块及第二限位块相平行的第一固定块及第二固定块；还包括第三固定块及第四固定块；所述第一固定块、第一限位块及第三固定块相互之间依次设置且相互平行；所述第二固定块、第二限位块及第四固定块相互之间依次设置且相互平行；通过第一固定螺柱依次穿过所述第一固定块及第三固定块锁紧夹持所述第一限位块；通过第二固定螺柱依次穿过所述第二固定块及第四固定块锁紧夹持所述第二限位块。
[0015]相较于现有技术，本技术的技术方案具备以下有益效果：
[0016]本技术提供了一种单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，本套装置由超声电源、超声换能器、单激励二维超声椭圆加工平台和夹具四部分组成；超声换能器包含端盖，压电陶瓷、电极片和双头螺栓；该装置通过超声电源产生超声频率电信号，经过超声换能器的转换转化成超声振动，最后经由单激励二维超声椭圆振动平台的小孔组进行振动模态转化，最后在单激励二维超声椭圆振动平台右端复合形成椭圆振动，同时带动右端上的工件产生椭圆振动，以此来实现二维超声椭圆加工。它具有如下优点：整套装置只需要一组压电陶瓷组，仅需要一路电源信号进行激励，结构简单，制作容易，成本低，并能够用于硬脆难加工材料加工行业，能够明显提高硬脆材料加工质量及极高地提升其加工效率，还可以进一步扩展单激励超声椭圆振动在各领域的应用和推广。
附图说明
[0017]图1为本技术优选实施例中单激励二维超声椭圆振动加工平台装置的整体装置俯视示意图；
[0018]图2为本技术优选实施例中单激励二维超声椭圆振动加工平台装置的整体装
置连接示意图；
[0019]图3为本技术优选实施例中单激励二维超声椭圆振动加工平台装置的超声换能器连接示意图；
[0020]图4为本技术优选实施例中单激励二维超声椭圆振动加工平台装置的整体装置的加工示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]一种单激励二维超声椭圆振动加工平台20装置，参考图1中4，包括超声电源50、超声换能器40、单激励二维超声椭圆振动平台和夹具30；所述超声电源50连接所述超声换能器40并产生超声频率电信号；所述超声换能器40包括端盖44、压电陶瓷41及电极片42，将超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，其特征在于，包括超声电源、超声换能器、单激励二维超声椭圆振动平台和夹具；所述超声电源连接所述超声换能器并产生超声频率电信号；所述超声换能器包括端盖、压电陶瓷及电极片，将超声频率电信号转换成超声振动；所述单激励二维超声椭圆振动平台上放置有工件；所述单激励二维超声椭圆振动平台将一维超声振动转换成超声椭圆振动，带动工件产生超声椭圆振动；所述夹具对单激励二维超声椭圆振动平台进行夹持。2.根据权利要求1所述的单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，其特征在于，超声换能器包括第一电极片、第二电极片、第三电极片及第四电极片；所述第一电极片、第二电极片、第三电极片及第四电极片依次设置。3.根据权利要求2所述的单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，其特征在于，所述超声换能器包括第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、第三压电陶瓷及第四压电陶瓷；所述第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、第三压电陶瓷及第四压电陶瓷依次设置。4.根据权利要求3所述的单激励二维超声椭圆振动加工平台装置，其特征在于，第一电极片、第一压电陶瓷、第二电极片、第二压电陶瓷、第三电极片、第三压电陶瓷、第四压电陶瓷及第四电极片依次设置。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永昌，沈剑云，吴贤，李远，陈宏堃，曾凯，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：