超磁致伸缩扭振换能器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声精密特种加工技术领域，具体而言，涉及一种超磁致伸缩扭振换能器。
【背景技术】
[0002]在硬脆材料高速切削加工中，刀具高速旋转的同时附加超声扭转振动，能够减小切削扭矩和切削力，提高加工质量，延长刀具寿命。相关技术中的换能器，其超声扭振的实现形式有以下几种:
[0003]利用切向极化的压电陶瓷在高频交流电激励下产生超声扭振，利用切向极化的压电陶瓷直接产生超声扭振，但产生的扭振振幅受限于压电陶瓷的功率容量和响应速度，难以实现大功率、大振幅的超声扭振输出。
[0004]通过将轴向极化的压电陶瓷与振动转换装置配合使用，将振动模式从纵振或弯振转换为扭振。如:利用压电纵振或弯振换能模块在变幅杆的切向做推挽振动产生扭振；利用压电纵振换能器和具有螺旋形沟槽的变幅杆配合产生扭振；利用压电纵振换能器和斜槽式传振杆配合产生扭振。由于振动转换装置能量转换效率较低，输出功率同样较小。
[0005]利用多根沿周向倾斜安装布置的超磁致伸缩棒，将超声频超磁致伸缩纵振转化为纵-扭复合振动输出。该方法输出的振动模式为纵-扭复合振动，由于超声纵振和扭振耦合输出，超声扭振振幅等参数的可控性差
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种超磁致伸缩扭振换能器，该超磁致伸缩扭振换能器具有输出功率和振幅大、不易过热等优点。
[0007]为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种超磁致伸缩扭振换能器，所述超磁致伸缩扭振换能器包括:外壳，所述外壳上设有输出孔；输出杆，所述输出杆上有中心轴线与其重合的输出法兰，所述输出法兰设在所述外壳内，且所述输出杆从所述输出孔伸出所述外壳；支撑板，所述支撑板设在所述外壳内，且所述支撑板沿所述输出法兰的轴向与所述输出法兰间隔开设置；多个超磁致伸缩材料件，多个所述超磁致伸缩材料件安装在所述输出法兰和所述支撑板之间，且多个所述超磁致伸缩材料件沿所述输出法兰的周向等间距设置；冷却水套，所述冷却水套设在所述外壳内，且所述冷却水套围绕多个所述超磁致伸缩材料件设置；线圈骨架，所述线圈骨架设在所述外壳内，且所述线圈骨架围绕所述冷却水套设置；驱动线圈，所述驱动线圈缠绕在所述线圈骨架和所述冷却水套上；冷却水管，所述冷却水管连接在所述冷却水套上，且所述冷却水管伸出所述外壳。
[0008]根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器，能够输出超声扭振，具有输出功率和振幅大、不易过热等优点。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的超磁致伸缩扭振换能器还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]根据本发明的一个实施例，所述输出杆上设有多个输出杆伸出块，所述支撑板上设有分别与多个所述输出杆伸出块平行且间隔开设置的多个支撑板伸出块，多个所述超磁致伸缩材料件分别通过多个预紧螺栓和多个螺母安装在多个所述输出杆伸出块和多个所述支撑板伸出块之间。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述驱动线圈为沿所述线圈骨架的周向等间距设置的多个，多个所述驱动线圈串联连接，且多个所述驱动线圈的缠绕方向一致。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述线圈骨架的外周沿上设有绕线槽，且所述冷却水套上设有中心孔，所述驱动线圈缠绕在所述绕线槽和所述中心孔内。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述线圈骨架和所述冷却水套通过环氧树脂粘合。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述输出杆和所述输出法兰的声阻抗值小于所述支撑板的声阻抗值。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述支撑板为钢板，所述输出杆和所述输出法兰一体成型，且所述输出杆和所述输出法兰为铝合金件。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述外壳包括:壳体，所述壳体上设有水管过孔，所述输出法兰、所述支撑板、多个所述超磁致伸缩材料件、所述冷却水套和所述线圈骨架设在所述壳体内，所述冷却水管穿过所述水管过孔；盖板，所述盖板可拆卸地安装在所述壳体上，所述输出孔设在所述盖板上，且所述输出杆与所述输出孔间隙配合。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述壳体上设有内螺纹，且所述盖板上设有外螺纹，所述盖板通过所述外螺纹与所述内螺纹的配合安装在所述壳体上。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述支撑板通过螺钉安装在所述壳体上。
【附图说明】
[0019]图1是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的剖视图。
[0020]图2是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的剖视图。
[0021]图3是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的局部剖视图。
[0022]图4是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的局部剖视图。
[0023]图5是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的局部剖视图。
[0024]图6是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的冷却水套的结构示意图。
[0025]图7是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的冷却水套的剖视图。
[0026]图8是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的输出杆的结构示意图。
[0027]图9是根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器的支撑板的结构示意图。
[0028]附图标记:超磁致伸缩扭振换能器1、外壳100、壳体110、水管过孔111、盖板120、输出杆200、输出法兰210、避让槽211、输出杆伸出块220、支撑板300、支撑板伸出块310、螺钉孔320、超磁致伸缩材料件400、预紧螺栓410、螺母420、冷却水套500、中心孔510、水管过孔520、冷却水腔530、线圈骨架600、绕线槽610、驱动线圈700、冷却水管800、螺钉900。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030]下面参考附图描述根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器I。
[0031]如图1-图9所示，根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器I包括外壳100、输出杆200、支撑板300、多个超磁致伸缩材料件400、冷却水套500、线圈骨架600、驱动线圈700和冷却水管800。
[0032]外壳100上设有输出孔。输出杆200上有中心轴线与其重合的输出法兰210，输出法兰210设在外壳100内，且输出杆200从所述输出孔伸出外壳100。支撑板300设在外壳100内，且支撑板300沿输出法兰210的轴向与输出法兰210间隔开设置。多个超磁致伸缩材料件400安装在输出法兰210和支撑板300，且多个超磁致伸缩材料件400沿输出法兰210的周向等间距设置。冷却水套500设在外壳100内，且冷却水套500围绕多个超磁致伸缩材料件400设置。线圈骨架600设在外壳100内，且线圈骨架600围绕冷却水套500设置。驱动线圈700缠绕在线圈骨架600和冷却水套500上。冷却水管800连接在冷却水套500上，且冷却水管800伸出外壳100。
[0033]根据本发明实施例的超磁致伸缩扭振换能器1，通过设置驱动线圈700和超磁致伸缩材料件400，当驱动线圈7