一種縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于超聲加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器。

背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)超聲加工是刀具在高速旋轉(zhuǎn)加工的同時(shí)輔加以超聲頻的機(jī)械振動(dòng)，可以提高加工效率和表面質(zhì)量，特別在硬脆材料的加工方面顯示出了極大的優(yōu)越性。目前，在超聲加工方面一般采用的是由壓電材料制作的縱振型換能器，即只在縱向產(chǎn)生超聲振動(dòng)。研究表明，在旋轉(zhuǎn)超聲加工中加入扭轉(zhuǎn)振動(dòng)(沿主軸切向)能夠減小切削力和切削扭矩，從而可以提高加工的質(zhì)量以及延長(zhǎng)刀具的壽命。壓電超聲換能器的功率相對(duì)來說都比較小，通常小于2kW，不能滿足加工過程中對(duì)大功率超聲輻射的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器，解決現(xiàn)有壓電換能器存在的功率較小，不能滿足加工過程中對(duì)大功率超聲振動(dòng)要求的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器，包括端蓋，端蓋上通過軸向后蓋板連接有軸向超磁致伸縮棒，軸向超磁致伸縮棒外設(shè)有軸向線圈，軸向超磁致伸縮棒的頂端設(shè)有軸向前蓋板，軸向前蓋板上沿周向均勻設(shè)有4個(gè)周向超磁致伸縮棒，每個(gè)周向超磁致伸縮棒外均設(shè)有周向線圈，每個(gè)周向超磁致伸縮棒的一端設(shè)有周向前蓋板，另一端設(shè)有周向后蓋板并通過與預(yù)緊螺釘壓緊。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，軸向前蓋板上沿周向均勻設(shè)有4個(gè)方槽，沿周向方向上每個(gè)方槽的一端開設(shè)有盲孔，每個(gè)方槽的另一端開有螺紋孔，盲孔中粘結(jié)有周向前蓋板，周向前蓋板與周向超磁致伸縮棒的一端粘結(jié)，周向超磁致伸縮棒靠近螺紋孔的一端與周向后蓋板粘結(jié)，螺紋孔內(nèi)設(shè)有預(yù)緊螺釘。周向后蓋板上設(shè)有周向碟簧，周向碟簧與預(yù)緊螺釘相接觸。端蓋與軸向前蓋板通過螺栓緊固件連接。軸向后蓋板上設(shè)有軸向碟簧，軸向碟簧與端蓋相接觸。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器，采用5根超磁致伸縮棒為驅(qū)動(dòng)原件，能實(shí)現(xiàn)超聲加工中對(duì)大功率振動(dòng)的要求。一個(gè)超磁致伸縮棒沿軸向設(shè)置來產(chǎn)生縱向振動(dòng)，四個(gè)超磁致伸縮棒沿?fù)Q能器前蓋板的周向設(shè)置，使得四個(gè)超磁致伸縮棒的綜合作用來產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；并且可以通過控制周向線圈接入電路的數(shù)目來控制扭轉(zhuǎn)幅度的大小(當(dāng)需要的扭轉(zhuǎn)振幅比較大時(shí)，可以將四個(gè)周向線圈串聯(lián)，然后與超聲波電源相連；當(dāng)需要的扭轉(zhuǎn)振幅比較小時(shí)，可以只將兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的周向線圈串聯(lián)，然后與超聲波電源連接)。將四個(gè)周向超磁致伸縮棒直接設(shè)置在軸向前蓋板的方槽內(nèi)，使得換能器結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小。附圖說明圖1是本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器沒有裝線圈時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器安裝線圈后的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器的剖面圖；圖4是圖3的A-A剖面圖。圖中，1.端蓋，2.軸向碟簧，3.軸向后蓋板，4.軸向線圈，5.軸向超磁致伸縮棒，6.螺栓緊固件，7.預(yù)緊螺釘，8.周向線圈，9.軸向前蓋板，10.周向前蓋板，11.周向超磁致伸縮棒，12.周向后蓋板，13.周向碟簧。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明一種縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器，如圖1～3所示，包括端蓋1，端蓋1上通過軸向后蓋板3連接有軸向超磁致伸縮棒5，軸向超磁致伸縮棒5外設(shè)有軸向線圈4，軸向超磁致伸縮棒5的頂端設(shè)有(粘結(jié))軸向前蓋板9，軸向前蓋板9上沿周向均勻設(shè)有4個(gè)周向超磁致伸縮棒11，每個(gè)周向超磁致伸縮棒11外均設(shè)有周向線圈8，每個(gè)周向超磁致伸縮棒11的一端設(shè)有(粘結(jié))周向前蓋板10，另一端設(shè)有(粘結(jié))周向后蓋板12并通過與預(yù)緊螺釘7壓緊。如圖4所示，軸向前蓋板9上沿周向均勻設(shè)有4個(gè)方槽，沿周向方向上每個(gè)方槽的一端開設(shè)有盲孔，每個(gè)方槽的另一端開有螺紋孔，盲孔中粘結(jié)有周向前蓋板10，周向前蓋板10與周向超磁致伸縮棒11的一端粘結(jié)，周向超磁致伸縮棒11靠近螺紋孔的一端與周向后蓋板12粘結(jié)，螺紋孔內(nèi)設(shè)有預(yù)緊螺釘7。周向后蓋板12上設(shè)有周向碟簧13，周向碟簧13與預(yù)緊螺釘7相接觸，以此來給周向超磁致伸縮棒11施加預(yù)緊力。端蓋1與軸向前蓋板9通過螺栓緊固件6連接，并且可以通過調(diào)節(jié)螺母來調(diào)整預(yù)緊力的大小。軸向后蓋板3上設(shè)有軸向碟簧2，軸向碟簧2與端蓋1相接觸。本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器由一臺(tái)超聲波電源供電，其中四個(gè)周向線圈8串聯(lián)連接，這樣可以保證四個(gè)周向線圈8中的電流處于同相位，從而使得四個(gè)周向超磁致伸縮棒11的振動(dòng)狀態(tài)相同。軸向線圈4與周向線圈8并聯(lián)連接，然后與超聲波電源相連。周向前蓋板10使用聲阻抗較小的硬鋁材料，周向后蓋板12使用聲阻抗較大的不銹鋼材料，這樣可以使得超聲振動(dòng)更多地從周向前蓋板10輸出，而周向后蓋板12幾乎不振，這樣可以使得四個(gè)周向超磁致伸縮棒11產(chǎn)生同一時(shí)針的振動(dòng)，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。本發(fā)明縱-扭復(fù)合振動(dòng)換能器由一臺(tái)超聲波電源供電，產(chǎn)生縱-扭復(fù)合振動(dòng)，將四個(gè)周向線圈8串聯(lián)連接后再與軸向線圈4并聯(lián)，然后與超聲波電源相連接。超聲波電源輸出的電信號(hào)加載到本發(fā)明換能器上，使其產(chǎn)生縱-扭復(fù)合振動(dòng)，并有軸向前蓋板9將振動(dòng)輸出。并且，當(dāng)需要較大的扭振時(shí)，將四個(gè)周向線圈8全部串聯(lián)接入電路；當(dāng)需要較小的扭振時(shí)，可以只將其中兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的周向線圈8串聯(lián)接入電路。另外，通過超波電源在本發(fā)明換能器的線圈上疊加直流電來提供偏置磁場(chǎng)，以消除超磁致伸縮材料的倍頻效應(yīng)。