具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统技术方案

本发明专利技术涉及具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，包括HSK刀柄、超声振子、非接触式能量传输装置、刀具和补偿网络，HSK刀柄之外设有法兰盘；非接触式能量传输装置包括超声波发生器、抱箍、连接板、原边安装座、原边磁芯、原边线圈、副边安装座、副边磁芯和副边线圈，原边安装座与副边安装座同轴布置；补偿网络包括原边补偿网络和副边补偿网络，原边补偿网络连接于超声波发生器与原边线圈之间，副边补偿网络连接于副边线圈与压电换能器之间，并固定于法兰盘。本发明专利技术的副边补偿网络集成于旋转超声加工刀柄中，使得旋转超声加工系统在传统单边补偿的基础上，提供更高的能量传输效率和超声振子的电声转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声加工，具体涉及一种具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统。

技术介绍

1、随着航空、航天及高端制造业的持续发展，吸波蜂窝复合材料因其轻质高强、耐高温、耐腐蚀及电磁屏蔽性能受到广泛关注。然而，这些材料独特的蜂窝结构和吸波涂层特性使得其在加工过程中容易出现分层、撕裂等缺陷，传统的机械加工方法难以满足高精度加工的要求。旋转超声加工技术通过引入高频超声振动，能够有效降低切削力和加工温度，从而显著提高该类材料的加工精度和效率。

2、在旋转超声加工中，能量传输方式通常分为接触式能量传输和非接触式能量传输。非接触式能量传输技术具有无需物理接触、无磨损、高转速和高可靠性的优点，广泛应用于旋转超声加工中。

3、为提高能量传输效率并确保系统稳定运行，需要引入补偿网络对旋转超声加工系统进行阻抗匹配。旋转超声加工系统的补偿网络设计方法主要有单边补偿和双边补偿，单边补偿通过在原边回路设置补偿元件达到原边调谐状态，而副边回路依靠副边线圈的感抗与超声振子电抗相互抵消实现副边谐振，但该方法仅适用于特定的超声振子与松耦合变压器组合，无法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，包括HSK刀柄、超声振子、非接触式能量传输装置、刀具和补偿网络，HSK刀柄具有圆形腔体，超声振子固定安装于圆形腔体内，超声振子包括同轴连接的压电换能器和变幅杆，变幅杆的底部同轴固定安装刀具；HSK刀柄之外设有法兰盘；

2.根据权利要求1所述的具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，所述原边磁芯为扇环结构，圆心角范围为90°至120°，下端面设置有沿周向延伸的U形槽；所述原边安装座开设有与原边磁芯形状匹配的U形槽，且槽深大于原边磁芯的高度；

3.根据权利要求2所述的具备双...

【技术特征摘要】

1.一种具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，包括hsk刀柄、超声振子、非接触式能量传输装置、刀具和补偿网络，hsk刀柄具有圆形腔体，超声振子固定安装于圆形腔体内，超声振子包括同轴连接的压电换能器和变幅杆，变幅杆的底部同轴固定安装刀具；hsk刀柄之外设有法兰盘；

2.根据权利要求1所述的具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，所述原边磁芯为扇环结构，圆心角范围为90°至120°，下端面设置有沿周向延伸的u形槽；所述原边安装座开设有与原边磁芯形状匹配的u形槽，且槽深大于原边磁芯的高度；

3.根据权利要求2所述的具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，所述原边线圈的绕制方式为利兹线沿原边磁芯u形槽底壁至原边磁芯上端面往返绕制；

4.根据权利要求1-3任一项所述的具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，所述原边补偿网络由与原边线圈串联的原边可调电容模块构成，所述原边可调电容模块包括原边pcb板、旋钮开关、若干个螺钉式接线端子、若干个3.3nf小电容和原边定值大电容，螺钉式接线端子、3.3nf小电容和原边定值大电容固定于原边pcb板，所述原边定值大电容的第一电极与超声波发生器的输出端电连接，第二电极与原边线圈的同名端电连接，原边线圈的另一端与超声波发生器的接地端电连接；所述旋钮开关通过螺钉式接线端子与原边pcb板电连接，旋钮开关设有若干个档位，每个档位控制不同数量的3.3nf小电容与原边定值大电容的并联连接状态。

5.根据权利要求4所述的具备双边补偿网络的非接触式能量传输旋转超声加工系统，其特征在于，所述原边可调电容模块的目标值确定方式为：根据装配目标刀具时超声振子的串联谐振频率与原边线圈的自感值，计算出使原边回路达到谐振状态所需的原边补偿电容值，并将该值作为目标刀具下原边可调电容模块实现谐振匹配的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶红仙，蒋序中，于保华，胡小平，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：