一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法技术

本发明专利技术公开了一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法，该换能器包括斜槽变幅杆、传振杆、双锥变幅杆、两组压电陶瓷晶堆、夹持法兰。斜槽变幅杆将矩形斜槽精确配置于60kHz激振频率下的波节位置与120kHz激振频率下的波腹位置交替出现的关键节点上，使换能器实现了互不影响的纵振、纵弯复合振动的模态，进而产生10种差异化激励方法。该换能器通过智能调控两组压电陶瓷的激励信号参数(相位差、幅值、频率组合)，可以双端输出端直线、椭圆、矩形及四边形等振动轨迹。多振型输出特性不仅显著拓展了传统超声加工在精密微加工、复合材料处理等领域的适用场景，更通过振动模式的动态可调性为智能复合加工工艺提供了创新解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声振动辅助加工技术，特别是一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法。

技术介绍

1、微纳尺度结构器件在航空航天装备、生物医学工程、新能源系统及半导体制造等领域具有广泛应用价值。超声振动辅助加工技术在加工具有复杂形貌的微/纳米元器件方面，拥有着巨大的发展潜力和广阔的应用前景。超声振动辅助加工技术较传统加工技术有较大优势，主要包括：抑制刀具快速磨损、减小切削力、改善加工表面质量等。作为压电式超声振动辅助加工系统的关键执行机构，压电超声换能器凭借其紧凑型拓扑结构、优异的经济性指标，以及基于逆压电效应的能量转换机制，在精密微纳加工领域实现了规模化工程应用。

2、在超声振动辅助加工
，不同振型对应着特定的应用场景：直线和椭圆振动主要应用于切削工艺，而矩形振动则适用于研磨工艺。然而，传统换能器在设计上存在显著局限性，其结构仅能实现单一振型，且一旦成型后无法改变振型，这严重制约了换能器的应用范围。针对这一技术瓶颈，本专利技术创新性地提出了一种多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及其激振方法。该超声换能器可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法，其包括斜槽变幅杆、传振杆、双锥变幅杆、压电陶瓷晶堆A、压电陶瓷晶堆B、夹持法兰，以及超声换能器的激振方法，其特征在于：斜槽变幅杆以及激振方法；所述斜槽变幅杆上设有矩形斜槽，所述矩形斜槽的位置是所述斜槽变幅杆的60kHz激振频率波节和120kHz激振频率波腹的交替处。

2.根据权利要求1所述的一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法。其特征在于：所述激振方法具有10种不同类型，所述激振方法具体如下：

【技术特征摘要】

1.一种新型多工作模式双支路串联复合结构高频超声换能器及激振方法，其包括斜槽变幅杆、传振杆、双锥变幅杆、压电陶瓷晶堆a、压电陶瓷晶堆b、夹持法兰，以及超声换能器的激振方法，其特征在于：斜槽变幅杆以及激振方法；所述斜槽变幅杆上设有矩形斜槽，所述矩形斜槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏杰，贾传明，高欣玥，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：