一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種振動裝置，具體涉及一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置，屬于超聲加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，超聲振動加工發(fā)展非常迅速，主要是由于其在硬脆材料以及一些高強度材料的加工中體現(xiàn)出了傳統(tǒng)加工沒有的優(yōu)勢，主要包括切削力減小、切削溫度降低、切削表面質(zhì)量好以及刀具磨損小等，同時超聲振動加工在弱剛度結(jié)構(gòu)的加工時能使工件或者刀具體現(xiàn)出剛度強化等效應(yīng)，因此使得超聲振動加工的應(yīng)用非常廣泛。目前，橢圓超聲振動車削加工技術(shù)、超聲振動鉆孔技術(shù)以及旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在振動鏜孔、沖壓、模鍛等機械加工以及一些特種加工中的應(yīng)用也有了一定的發(fā)展。并且超聲振動車削、磨削在難加工金屬如鈦合金、工具鋼，硬脆材料以及復(fù)合材料等高強度材料的加工中的應(yīng)用非常成功。在一些特殊結(jié)構(gòu)的加工上，深小孔、弱剛度結(jié)構(gòu)、微結(jié)構(gòu)等中的應(yīng)用也起到了非常關(guān)鍵性的作用，改善了加工性能。但是這幾種應(yīng)用都是以彎曲振動或者縱向振動形式為主的超聲振動加工，振動形式簡單，應(yīng)用受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有振動裝置振動形式簡單，應(yīng)用受到限制的問題，進而提出一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置。
[0004]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括前蓋、第一環(huán)形壓電陶瓷、安裝板、第二環(huán)形壓電陶瓷、后蓋、第一電極端和第二電極端，前蓋的一端與后蓋的一端插接，前蓋與后蓋的連接處由前蓋的一端至后蓋的一端依次套裝有第一環(huán)形壓電陶瓷、安裝板、第二環(huán)形壓電陶瓷，所述第一電極端和所述第二電極端對稱設(shè)置在前蓋與后蓋的連接處。
[0005]進一步的，所述第一電極端包括兩個第一電極和一個第一電極連接銅片，前蓋一端的端面與第一環(huán)形壓電陶瓷之間設(shè)有一個第一電極，后蓋一端的端面與第二環(huán)形壓電陶瓷之間設(shè)有一個第一電極，兩個第一電極通過第一電極連接銅片連接。
[0006]進一步的，所述第二電極端包括兩個第二電極和一個第二電極連接銅片，第一環(huán)形壓電陶瓷與安裝板之間設(shè)有一個第二電極，第二環(huán)形壓電陶瓷與安裝板之間設(shè)有一個第二電極，兩個第二電極通過一個第二電極連接銅片連接。
[0007]進一步的，前蓋沿其一端至另一端依次設(shè)有刀具連接段、前蓋縱振幅值放大段、前蓋扭轉(zhuǎn)振動放大段、前蓋縱扭轉(zhuǎn)換段，前蓋內(nèi)沿軸向開有前蓋通孔，前蓋通孔靠近前蓋縱扭轉(zhuǎn)換段的一端設(shè)有前蓋內(nèi)螺紋段，前蓋縱扭轉(zhuǎn)換段的外側(cè)壁上沿周向設(shè)有前蓋螺旋槽。
[0008]進一步的，后蓋沿其一端至另一端依次設(shè)有后蓋螺紋連接段、壓電陶瓷定位段、后蓋縱扭轉(zhuǎn)換段、后蓋扭轉(zhuǎn)振動放大段、后蓋縱振幅值放大段、后蓋刀具安裝段，后蓋內(nèi)沿軸線方向開有后蓋通孔，后蓋縱扭轉(zhuǎn)換段的外側(cè)壁上沿周向設(shè)有后蓋螺旋槽，后蓋螺紋段與前蓋內(nèi)螺紋段連接，第一環(huán)形壓電陶瓷、安裝板、第二環(huán)形壓電陶瓷依次套裝在壓電陶瓷定位段上。
[0009]進一步的，安裝板內(nèi)側(cè)壁與壓電陶瓷定位段的側(cè)壁之間設(shè)有絕緣環(huán)。
[0010]進一步的，安裝板為圓形板體，安裝板的幾何中心開有通孔，安裝板的兩個側(cè)面的中部均設(shè)有壓電陶瓷安裝槽，所述壓電陶瓷安裝槽為圓形，壓電陶瓷安裝槽上以通孔為中心對稱開有兩個方孔，安裝板的兩個側(cè)面的邊緣為環(huán)形節(jié)面，環(huán)形節(jié)面上沿圓周方向均布開有六個縱扭復(fù)合振動裝置安裝孔。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的雙向縱扭復(fù)合振動裝置在單一軸向激勵下，結(jié)構(gòu)上能產(chǎn)生縱向振動和扭轉(zhuǎn)振動兩種振動形式的復(fù)合振動，供電形式簡單；激振源振動形式簡單，產(chǎn)生方式容易；并且由于扭轉(zhuǎn)振動所受結(jié)構(gòu)內(nèi)部阻力小，能量利用更加充分，使得扭轉(zhuǎn)振動幅值較大；
[0012]本發(fā)明的雙向縱扭復(fù)合振動裝置的前蓋板和后蓋板均可用作超聲振動的執(zhí)行裝置。
[0013]本發(fā)明的雙向縱扭復(fù)合振動裝置可以直接安裝在機床主軸上通過集流環(huán)供電后即可作為機床主軸的一部分，使用簡易方便，互換性較好；
[0014]本發(fā)明的雙向縱扭復(fù)合振動裝置具有通用刀具安裝結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)快速換刀，因而在實際應(yīng)用中非常簡便易行。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是前蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是前蓋的主剖視圖，圖4是后蓋的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是后蓋的主剖視圖，圖6是安裝板的主視圖，圖7是圖6中A-A向剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置包括前蓋1、第一環(huán)形壓電陶瓷2、安裝板3、第二環(huán)形壓電陶瓷4、后蓋5、第一電極端和第二電極端，前蓋1的一端與后蓋5的一端插接，前蓋1與后蓋5的連接處由前蓋1的一端至后蓋5的一端依次套裝有第一環(huán)形壓電陶瓷2、安裝板3、第二環(huán)形壓電陶瓷4，所述第一電極端和所述第二電極端對稱設(shè)置在前蓋1與后蓋5的連接處。前蓋1與后蓋5之間使用環(huán)氧樹脂膠緊固，并使得第一環(huán)形壓電陶瓷2和第二環(huán)形壓電陶瓷4處于壓縮狀態(tài)。前蓋1中應(yīng)用了階梯型空心軸結(jié)構(gòu)、螺旋槽結(jié)構(gòu)、后蓋連接螺紋、錐形孔結(jié)構(gòu)，空心軸結(jié)構(gòu)用于減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動過程中結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部摩擦造成的能量損失；螺旋槽結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)縱振到扭轉(zhuǎn)振動的轉(zhuǎn)化，并且前蓋1上所有螺旋槽所對應(yīng)的圓心角之和為360°使得縱扭轉(zhuǎn)化效率達到最大；結(jié)構(gòu)前端具有錐形孔結(jié)構(gòu)，可以與錐形刀柄或者彈簧夾頭合用而實現(xiàn)快速換刀。后蓋5主體結(jié)構(gòu)與前蓋1基本相同，應(yīng)用了階梯型空心軸結(jié)構(gòu)、螺旋槽結(jié)構(gòu)、錐形孔結(jié)構(gòu)，還有壓電陶瓷定位結(jié)構(gòu)以及與前蓋1的連接螺紋；其中螺旋槽結(jié)構(gòu)的螺距、長度、寬度、個數(shù)均與前蓋1相同，旋向相反，所有螺旋槽所對應(yīng)的圓心角之和為360°。
[0017]第一環(huán)形壓電陶瓷2和第二環(huán)形壓電陶瓷4均是有偶數(shù)片的壓電陶瓷片組成，且組成第一環(huán)形壓電陶瓷2的壓電陶瓷片的數(shù)目與組成第二環(huán)形壓電陶瓷4的壓電陶瓷片數(shù)目相等。
[0018]所述雙向縱扭復(fù)合振動裝置的共振頻率為20KHz以上。
[0019]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置的第一電極端包括兩個第一電極6和一個第一電極連接銅片7，前蓋1 一端的端面與第一環(huán)形壓電陶瓷2之間設(shè)有一個第一電極6，后蓋5 —端的端面與第二環(huán)形壓電陶瓷4之間設(shè)有一個第一電極6，兩個第一電極6通過第一電極連接銅片7連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0020]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述一種雙向縱扭復(fù)合振動裝置的第二電極端包括兩個第二電極8和一個第二電極連接銅片9，第一環(huán)形壓電陶瓷2與安裝板3之間設(shè)有一個第二電極8，第二環(huán)形壓電陶瓷4與安裝板3之間設(shè)有一個第二電極8，兩個第二電極8通過一個第二電極連接銅片