凹凸电雕版加工装置的制作方法

技术特征：

1.凹凸电雕版加工装置，其特征在于，包括延长轴、联轴器、头架主轴、支撑座和顶尖，所述延长轴与雕刻机的齿轮箱输出轴相连，所述头架主轴由支撑座支撑，头架主轴的一端通过联轴器与延长轴固定相连，另一端穿过支撑座与顶尖配合连接。

2.根据权利要求1所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，所述头架主轴通过莫氏锥度与顶尖配合连接。

3.根据权利要求2所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，头架主轴与支撑座之间设置有推力轴承。

4.根据权利要求3所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，包括框架、旋转变压器、换能器、变幅杆和工具头；所述换能器上方的两侧设置旋转变压器，所述变幅杆包括上端部分、变截面部分和下端部分，所述上端部分直接连接换能器的底面，所述下端部分直接连接工具头，所述变截面的形状根据下列公式计算：其中，P(x)为变幅杆的横截面面积函数，k为圆波数，D(x)为轮廓半径函数，D₀为上端部分的半径，P₀为上端部分与变截面部分连接处的横截面面积，P₁为下端部分与变截面部分连接处的横截面面积，下端部分的长度根据下列公式计算：所述换能器包括前金属盖板、后金属盖板以及厚度方向极化的压电陶瓷圆环，偶数个所述压电陶瓷圆环共轴连接形成压电陶瓷晶堆，压电陶瓷晶堆中相邻两个压电陶瓷圆环极化方向相反；根据实际需要设定换能器的共振频率后通过下列公式得到换能器的几何尺寸：

(1)所述换能器的等效电路图，虚线将整个电路划分为三个部分，分别为前盖板等效电路、后盖板等效电路和压电陶瓷晶堆等效电路，其中，Z_bL和Z_fL分别是换能器后、前两端的负载阻抗，根据实际需要设定；

(2)所述换能器的振动频率方程为

$Z_i=\frac{Z_m}{N^2+{\mathrm{j\ωPC}}_{or}{Z}_m},$

前金属盖板输入机械阻抗为后金属盖板输入机械阻抗为换能器的机械阻抗为

其中，Z_f＝ρ₂c₂S₂，k₂＝ω/c₂，c₂是前金属盖板中的声速，ρ₂、E₂、σ₂分别是前金属盖板的密度、杨氏模量和泊松系数，l₂和S₂是前金属盖板的厚度和横截面的面积；

(3)由于换能器的负载很难确定，因此通常把换能器看成空载，即Z_bL＝Z_fL＝0，若忽略机械损耗和介电损耗，换能器的共振频率方程为|Z_i|＝0；若考虑机械损耗，输入电阻抗为最小时，换能器的共振频率方程为|Z_i|＝|Z_i|_min，通过换能器的振动频率方程计算得到换能器的具体尺寸；

(4)由于换能器的负载很难确定，因此通常把换能器看成空载，即Z_bL＝Z_fL＝0，当输入电阻抗为无效大时，忽略损耗，换能器的反共振频率方程为|Z_i|＝∞；当输入电阻抗为无效大时，考虑损耗，换能器的反共振频率方程为|Z_i|＝|Z_i|_max，通过换能器的振动频率方程计算得到换能器的具体尺寸；

所述换能器还包括外壳、设于外壳上表面的上端盖、设于外壳下表面的下端盖和固定法兰，所述外壳固定所述压电陶瓷圆环、前金属盖板和后金属盖板，所述上端盖包括固定柱，所述固定柱设于上端盖的中心轴位置并向上延伸至旋转变压器内，且向下延伸至上端盖的下方，所述变幅杆向上延伸至换能器的内部，且变幅杆与固定柱之间设有连接件、上弹簧和下弹簧，所述上弹簧的上端连接固定柱的下端，所述上弹簧的下端连接连接件，所述下弹簧的上端连接连接件，所述下弹簧的下端连接变幅杆。

5.根据权利要求4所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，相邻两个压电陶瓷圆环间还设有金属电极，金属电极的厚度为0.02-0.2mm。

6.根据权利要求5所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，根据实际需要设定换能器的共振频率后通过下列公式得到换能器的几何尺寸：(1)首先对换能器的频率方程进行推导：截面AB为位移节面，位移节面AB将换能器分成两个四分之一波长的振子，即L_f+l₂以及L_b+l₁均为振动波长的四分之一，每个四分之一波长的振子都是由压电陶瓷晶片及金属盖板组成，位移节面前与前金属盖板之间的压电陶瓷进队的长度记为L_f，位移节面后与后金属盖板之间的压电陶瓷晶堆的长度记为L_b，若压电陶瓷晶堆由P个厚度为l的压电陶瓷圆环组成，则有L_f+L_b＝Pl且l远小于厚度振动的波长。位移波节前的四分之一波长振子的共振方程为tan(k_eL_f)tan(k₂l₂)＝Z_o/Z_f，位移波节后的四分之一波长振子的共振方程为tan(k_eL_b)tan(k₁l₁)＝Z_o/Z_f，其中，Z₀是单个压电陶瓷圆环的特性阻抗，l₁和l₂分别是后、前金属盖板的厚度；(2)根据实际需要设定共振频率，并通过得到的共振频率方程得到换能器具体尺寸。

7.根据权利要求6所述的凹凸电雕版加工装置，其特征在于，所述固定法兰的中心轴位置留有开孔，所述开孔的内侧沿其圆周方向设有包围变幅杆变截面部分的弹性橡胶圈。且所述固定法兰的上表面间隔设有多个可伸缩结构，并通过可伸缩结构连接所述下端盖。