超磁致伸縮扭振換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲精密特種加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超磁致伸縮扭振換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]在硬脆材料高速切削加工中，刀具高速旋轉(zhuǎn)的同時附加超聲扭轉(zhuǎn)振動，能夠減小切削扭矩和切削力，提高加工質(zhì)量，延長刀具壽命。相關(guān)技術(shù)中的換能器，其超聲扭振的實現(xiàn)形式有以下幾種:
[0003]利用切向極化的壓電陶瓷在高頻交流電激勵下產(chǎn)生超聲扭振，利用切向極化的壓電陶瓷直接產(chǎn)生超聲扭振，但產(chǎn)生的扭振振幅受限于壓電陶瓷的功率容量和響應(yīng)速度，難以實現(xiàn)大功率、大振幅的超聲扭振輸出。
[0004]通過將軸向極化的壓電陶瓷與振動轉(zhuǎn)換裝置配合使用，將振動模式從縱振或彎振轉(zhuǎn)換為扭振。如:利用壓電縱振或彎振換能模塊在變幅桿的切向做推挽振動產(chǎn)生扭振；利用壓電縱振換能器和具有螺旋形溝槽的變幅桿配合產(chǎn)生扭振；利用壓電縱振換能器和斜槽式傳振桿配合產(chǎn)生扭振。由于振動轉(zhuǎn)換裝置能量轉(zhuǎn)換效率較低，輸出功率同樣較小。
[0005]利用多根沿周向傾斜安裝布置的超磁致伸縮棒，將超聲頻超磁致伸縮縱振轉(zhuǎn)化為縱-扭復(fù)合振動輸出。該方法輸出的振動模式為縱-扭復(fù)合振動，由于超聲縱振和扭振耦合輸出，超聲扭振振幅等參數(shù)的可控性差

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種超磁致伸縮扭振換能器，該超磁致伸縮扭振換能器具有輸出功率和振幅大、不易過熱等優(yōu)點。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例提出一種超磁致伸縮扭振換能器，所述超磁致伸縮扭振換能器包括:外殼，所述外殼上設(shè)有輸出孔；輸出桿，所述輸出桿上有中心軸線與其重合的輸出法蘭，所述輸出法蘭設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述輸出桿從所述輸出孔伸出所述外殼；支撐板，所述支撐板設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述支撐板沿所述輸出法蘭的軸向與所述輸出法蘭間隔開設(shè)置；多個超磁致伸縮材料件，多個所述超磁致伸縮材料件安裝在所述輸出法蘭和所述支撐板之間，且多個所述超磁致伸縮材料件沿所述輸出法蘭的周向等間距設(shè)置；冷卻水套，所述冷卻水套設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述冷卻水套圍繞多個所述超磁致伸縮材料件設(shè)置；線圈骨架，所述線圈骨架設(shè)在所述外殼內(nèi)，且所述線圈骨架圍繞所述冷卻水套設(shè)置；驅(qū)動線圈，所述驅(qū)動線圈纏繞在所述線圈骨架和所述冷卻水套上；冷卻水管，所述冷卻水管連接在所述冷卻水套上，且所述冷卻水管伸出所述外殼。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器，能夠輸出超聲扭振，具有輸出功率和振幅大、不易過熱等優(yōu)點。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的超磁致伸縮扭振換能器還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述輸出桿上設(shè)有多個輸出桿伸出塊，所述支撐板上設(shè)有分別與多個所述輸出桿伸出塊平行且間隔開設(shè)置的多個支撐板伸出塊，多個所述超磁致伸縮材料件分別通過多個預(yù)緊螺栓和多個螺母安裝在多個所述輸出桿伸出塊和多個所述支撐板伸出塊之間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述驅(qū)動線圈為沿所述線圈骨架的周向等間距設(shè)置的多個，多個所述驅(qū)動線圈串聯(lián)連接，且多個所述驅(qū)動線圈的纏繞方向一致。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述線圈骨架的外周沿上設(shè)有繞線槽，且所述冷卻水套上設(shè)有中心孔，所述驅(qū)動線圈纏繞在所述繞線槽和所述中心孔內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述線圈骨架和所述冷卻水套通過環(huán)氧樹脂粘合。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述輸出桿和所述輸出法蘭的聲阻抗值小于所述支撐板的聲阻抗值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述支撐板為鋼板，所述輸出桿和所述輸出法蘭一體成型，且所述輸出桿和所述輸出法蘭為鋁合金件。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述外殼包括:殼體，所述殼體上設(shè)有水管過孔，所述輸出法蘭、所述支撐板、多個所述超磁致伸縮材料件、所述冷卻水套和所述線圈骨架設(shè)在所述殼體內(nèi)，所述冷卻水管穿過所述水管過孔；蓋板，所述蓋板可拆卸地安裝在所述殼體上，所述輸出孔設(shè)在所述蓋板上，且所述輸出桿與所述輸出孔間隙配合。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述殼體上設(shè)有內(nèi)螺紋，且所述蓋板上設(shè)有外螺紋，所述蓋板通過所述外螺紋與所述內(nèi)螺紋的配合安裝在所述殼體上。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述支撐板通過螺釘安裝在所述殼體上。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的剖視圖。
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的剖視圖。
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的局部剖視圖。
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的冷卻水套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的冷卻水套的剖視圖。
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的輸出桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器的支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記:超磁致伸縮扭振換能器1、外殼100、殼體110、水管過孔111、蓋板120、輸出桿200、輸出法蘭210、避讓槽211、輸出桿伸出塊220、支撐板300、支撐板伸出塊310、螺釘孔320、超磁致伸縮材料件400、預(yù)緊螺栓410、螺母420、冷卻水套500、中心孔510、水管過孔520、冷卻水腔530、線圈骨架600、繞線槽610、驅(qū)動線圈700、冷卻水管800、螺釘900。
【具體實施方式】
[0029]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0030]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器I。
[0031]如圖1-圖9所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器I包括外殼100、輸出桿200、支撐板300、多個超磁致伸縮材料件400、冷卻水套500、線圈骨架600、驅(qū)動線圈700和冷卻水管800。
[0032]外殼100上設(shè)有輸出孔。輸出桿200上有中心軸線與其重合的輸出法蘭210，輸出法蘭210設(shè)在外殼100內(nèi)，且輸出桿200從所述輸出孔伸出外殼100。支撐板300設(shè)在外殼100內(nèi)，且支撐板300沿輸出法蘭210的軸向與輸出法蘭210間隔開設(shè)置。多個超磁致伸縮材料件400安裝在輸出法蘭210和支撐板300，且多個超磁致伸縮材料件400沿輸出法蘭210的周向等間距設(shè)置。冷卻水套500設(shè)在外殼100內(nèi)，且冷卻水套500圍繞多個超磁致伸縮材料件400設(shè)置。線圈骨架600設(shè)在外殼100內(nèi)，且線圈骨架600圍繞冷卻水套500設(shè)置。驅(qū)動線圈700纏繞在線圈骨架600和冷卻水套500上。冷卻水管800連接在冷卻水套500上，且冷卻水管800伸出外殼100。
[0033]根據(jù)本發(fā)明實施例的超磁致伸縮扭振換能器1，通過設(shè)置驅(qū)動線圈700和超磁致伸縮材料件400，當(dāng)驅(qū)動線圈7