專利名稱：超聲換能器調(diào)幅器一體件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種超聲加工技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種超聲換能器調(diào)幅器一體件。
背景技術(shù)：
超聲波振動(dòng)系統(tǒng)主要包括發(fā)生器、超聲換能器、變幅桿、工件，其作用是將由超聲波發(fā)生器輸出的高頻電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)能，并通過變幅桿使工具端面作小振幅的高頻振動(dòng)，以進(jìn)行超聲加工。超聲換能器的作用是將高頻電振蕩轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。超聲換能器和調(diào)幅器是超生加工的重要組成部分，將其做成一體件，可以便于裝夾、定位，振動(dòng)方向更穩(wěn)定，且減少傳遞過程中的能量損耗。超聲波加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)清洗，金屬焊接，食品切割等領(lǐng)域。超聲換能器和調(diào)幅器是超聲加工設(shè)備中重要的組成部分，使用過程中需要將超聲換能器和調(diào)幅器連接到一起，使得超聲換能器輸出的機(jī)械振動(dòng)可以通過調(diào)幅器進(jìn)行放大。目前同類的大部分產(chǎn)品都是將超聲換能器和調(diào)幅器分別加工，然后將其用螺孔在外部進(jìn)行連接，由于外部連接會(huì)導(dǎo)致連接不可靠，可能使得連接處變形，而影響振動(dòng)波傳遞的正確方向，使加工受到影響； 且外部連接亦會(huì)使得能量在傳遞過程中損耗較大，造成效率較低；且超聲換能器的輸出位移隨著夾持位置變化，只有夾持在超聲換能器節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，其輸出位移才會(huì)最大，分開件的節(jié)點(diǎn)難尋找。無法保證足夠的精度，直接影響超聲加工質(zhì)量。此外，傳統(tǒng)超聲換能器和調(diào)幅器需要分別連接，在實(shí)際使用過程中操作繁瑣，需要多次螺栓連接，使得裝夾、操作很不方便。由于分別裝夾時(shí)超聲換能器和調(diào)幅器直接受到外力作用，連接剛性可靠度差，同軸度難以保證，在加工真的過程中容易產(chǎn)生出現(xiàn)偏差，直接影響超聲振動(dòng)的傳播方向，進(jìn)而影響加工效果。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，段忠福等人在《細(xì)長(zhǎng)軸超聲波輔助振動(dòng)車削試驗(yàn)研究》中提出的超聲振動(dòng)系統(tǒng)中超聲換能器和調(diào)幅器是分體式的，但該技術(shù)中的超聲換能器在裝夾拆卸、使用維護(hù)、精度和能量傳遞效率上有不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種超聲換能器調(diào)幅器一體件，其超聲換能器和調(diào)幅器直接連接成一體，然后再裝入有均勻散熱孔的外殼中，便于安裝和拆卸、 容易尋找節(jié)點(diǎn)、穩(wěn)定性好且傳遞效益高，可以提高超聲振動(dòng)加工精度和可靠性，克服了傳統(tǒng)超聲換能器和調(diào)幅器裝夾剛性差，節(jié)點(diǎn)尋找困難和傳遞過程中能耗較大的難題。其新穎之處在于，將傳統(tǒng)的超聲換能器和調(diào)幅器做成一體件，對(duì)于防塵、裝夾、精度和能量傳遞效率上有很大改進(jìn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括頂蓋、外殼及固定與其內(nèi)部的超聲換能器、調(diào)幅器和定位環(huán)，其中調(diào)幅器與外殼的一端連接，外殼的另一端與頂蓋通過過盈配合連接，定位環(huán)與調(diào)幅器緊固連接，超聲換能器和調(diào)幅器固定密封連接為一體件。所述的外殼上有兩圈均布的散熱孔，便于散熱。所述的超聲換能器上設(shè)有指頭螺栓以固定密封連接調(diào)幅器，該指頭螺栓為沿超聲換能器環(huán)向設(shè)置并與超聲換能器的中軸對(duì)齊，使得超聲振動(dòng)傳遞方向穩(wěn)定，可靠性高，傳遞效率高。本發(fā)明將分離式的超聲換能器和調(diào)幅器做成一體件，縮短了超聲換能器和調(diào)幅器安裝夾持的操作時(shí)間，解決了傳統(tǒng)超聲換能器和調(diào)幅器同軸度可靠性差，外部連接可能導(dǎo)致的連接變形等問題。超聲換能器和調(diào)幅器連接體裝于外殼內(nèi)，使得其連接剛性更好，對(duì)中性好，超聲振動(dòng)傳遞方向更加穩(wěn)定。改善了超聲換能器和調(diào)幅器的工作環(huán)境，減少了傳遞過程中能量的損耗，提高效率。本發(fā)明可以適用不同類型的超聲換能器和調(diào)幅器，克服了傳統(tǒng)方法安裝麻煩的缺點(diǎn)，經(jīng)過一次裝夾定位后即可方便使用，操作簡(jiǎn)單。通過外殼裝夾，改善了超聲換能器和調(diào)幅器的工作環(huán)境，超聲振動(dòng)傳遞，可靠性更好。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明爆炸示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括頂蓋1、外殼2及固定與其內(nèi)部的超聲換能器 3、調(diào)幅器4和定位環(huán)5，其中定位環(huán)5與調(diào)幅器4緊固連接，超聲換能器3和調(diào)幅器4固定密封連接為一體件，調(diào)幅器4與外殼2的一端連接，外殼2的另一端與頂蓋1通過過盈配合連接。所述的外殼2上有兩圈均布的散熱孔6，便于散熱。所述的超聲換能器3上設(shè)有指頭螺栓7以固定密封連接調(diào)幅器4，該指頭螺栓7為沿超聲換能器環(huán)向設(shè)置并與超聲換能器3的中軸對(duì)齊，使得超聲振動(dòng)傳遞方向穩(wěn)定，可靠性高，傳遞效率高。所述的調(diào)幅器4上設(shè)有配合定位環(huán)5。本實(shí)施例在裝配過程中，先將定位環(huán)和調(diào)幅器連接成一體，然后用指頭螺栓將調(diào)幅器和超聲換能器連接固定，在整體套入外殼中，定位環(huán)端用六個(gè)螺釘與外殼連接固定，另一端頂蓋與外殼通過過盈配合連接。至此，超聲換能器和調(diào)幅器一體件組合完畢，然后整體裝夾在夾具上就可以使用了。通過將大小一致的超聲換能器和現(xiàn)有技術(shù)，如調(diào)幅器按照段忠福等人在《細(xì)長(zhǎng)軸超聲波輔助振動(dòng)車削試驗(yàn)研究》中分開的方式與本裝置分別做試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示不加帶任何負(fù)載的情況下，將傳統(tǒng)的“超聲換能器&調(diào)幅器分體式”和本裝置分別連接在相同功率的超聲波發(fā)生器上，測(cè)試5組對(duì)比數(shù)據(jù)之后，本裝置的超聲組合體平均損耗15. 54W，分體式平均損耗40. 66W，以此可以看出超聲換能調(diào)幅器本裝置在超聲波傳遞上有明顯的改進(jìn)。超聲換能調(diào)幅器本裝置將傳統(tǒng)分體式超聲換能和調(diào)幅器可以承受的平均最大破壞扭矩從18. 78N女M調(diào)高到了 25. 93N女M。根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果，超聲換能調(diào)幅器本裝置在調(diào)幅器振幅輸出面上的均一性由96. 77%調(diào)高到了 99. 12%。改進(jìn)后的超聲換能調(diào)幅器本裝置在節(jié)點(diǎn)平均誤差上從正負(fù)0. 05mm提升到了正負(fù)0. 012mm。
權(quán)利要求
1.一種超聲換能器調(diào)幅器一體件，包括頂蓋、外殼及固定與其內(nèi)部的超聲換能器、調(diào)幅器和定位環(huán)，其特征在于調(diào)幅器與外殼的一端連接，外殼的另一端與頂蓋通過過盈配合連接，定位環(huán)與調(diào)幅器緊固連接，超聲換能器和調(diào)幅器固定密封連接為一體件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器調(diào)幅器一體件，其特征是，所述的外殼上有兩圈均布的散熱孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器調(diào)幅器一體件，其特征是，所述的超聲換能器上設(shè)有指頭螺栓以固定密封連接調(diào)幅器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲換能器調(diào)幅器一體件，其特征是，所述的指頭螺栓沿超聲換能器環(huán)向設(shè)置并與超聲換能器的中軸對(duì)齊。
全文摘要
一種超生加工技術(shù)領(lǐng)域的超聲換能器調(diào)幅器一體件，包括頂蓋、外殼及固定與其內(nèi)部的超聲換能器、調(diào)幅器和定位環(huán)，調(diào)幅器與外殼的一端連接，外殼的另一端與頂蓋通過過盈配合連接，定位環(huán)與調(diào)幅器緊固連接，超聲換能器和調(diào)幅器固定密封連接為一體件。本發(fā)明可以提高超聲振動(dòng)加工精度和可靠性，克服了傳統(tǒng)超聲換能器和調(diào)幅器裝夾剛性差，節(jié)點(diǎn)尋找困難和傳遞過程中能耗較大的難題；對(duì)于防塵、裝夾、精度和能量傳遞效率上有很大改進(jìn)。
文檔編號(hào)B06B1/00GK102172574SQ201110046669
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者劉麗娟, 李煒, 邵華, 隋宏艷 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 上海驕成機(jī)電設(shè)備有限公司