超声波换能器的制作方法

1.本实用新型涉及超声波换能器领域，尤其涉及用于焊接的超声波换能器。


背景技术：

2.超声波换能器是超声波焊接设备中最核心的部件，是一种将高频电能转换为机械能(即超声波)的能量转换装置。
3.目前比较成熟可靠的是压电式换能器，主要利用压电陶瓷片的压电效应，由后盖板、陶瓷片、电极片、前盖板、预应力螺杆组成。为了增加安全性，实际使用中通常会在换能器上增加一个保护外壳，但是现有的换能器与保护外壳的接触面较大，导致能量损耗。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有换能器与保护外壳的接触面能量损耗大的问题，而提出的一种超声波换能器。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种超声波换能器，包括前座、后座、固定螺栓及超声波发生组件，所述前座、所述后座均设有其贯穿上下表面的第一通孔，所述固定螺栓依次串接后座、超声波发生组件和前座，所述超声波发生组件包括多组间隔布置的压电陶瓷与电极片，自所述前座外周沿径向向外延伸有法兰结构，所述法兰结构上贯穿其上下表面设有若干第二通孔，自所述法兰结构外周表面向内凹陷形成第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔相连通。
6.所述法兰结构包括法兰主体以及自所述法兰主体外周向外径向延伸的外法兰，所述外法兰的厚度小于所述法兰主体的厚度。
7.所述第二通孔设于所述法兰主体上，所述第三通孔设于所述外法兰的外周表面，所述第三通孔的内径小于所述第二通孔的内径。
8.所述前座与所述超声波发生组件组装的一端设有第一沉槽，所述第一沉槽与所述前座的第一通孔同轴，所述第一沉槽的内径大于所述第一通孔的内径，所述后座与所述超声波发生组件组装的一端设有第二沉槽，所述第二沉槽与所述第一沉槽的内径相等，所述压电陶瓷、所述电极片均具有第四通孔，所述第四通孔的内径与所述第一沉槽的内径相等。
9.所述后座的另一端设有第三沉槽，所述固定螺栓的头部收容在所述第三沉槽内，所述第三沉槽的深度大于所述头部的厚度。
10.所述前座的第一通孔内设有内螺纹，所述固定螺栓的外螺纹与所述前座的内螺纹连接。
11.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过外法兰与保护外壳连接，外法兰的厚度小于法兰主体的厚度，用于减少法兰结构与保护外壳的接触面积，减少能耗；通过设置第三通孔，进一步减少法兰结构与保护外壳的接触面积，减少能耗。
附图说明
12.图1为本实用新型超声波换能器结构示意图；
13.图2为图1中a
‑
a方向剖视图；
14.图3为图1的俯视图。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.参照图1至图3，本实用新型为一种超声波换能器，包括前座10、后座20、固定螺栓30及超声波发生组件40。
17.前座10、后座20均设有其贯穿上下表面的第一通孔100，前座10的第一通孔100内设有内螺纹，固定螺栓30依次串接后座20、超声波发生组件40和和前座10，固定螺栓30的外螺纹与前座10的内螺纹连接。
18.参见图2，前座10与超声波发生组件40组装的一端设有第一沉槽12，第一沉槽12与前座10的第一通孔100同轴，第一沉槽12的内径大于第一通孔100 的内径，后座20与超声波发生组件40组装的一端设有第二沉槽21，第二沉槽 21与第一沉槽12的内径相等，超声波发生组件40包括多组间隔布置的压电陶瓷41与电极片42，压电陶瓷41、电极片42均具有第四通孔411，第四通孔411 的内径与第一沉槽12的内径相等，组装后，压电陶瓷41、电极片42不与固定螺栓30接触。
19.自前座10外周沿径向向外延伸有法兰结构11，法兰结构11上贯穿其上下表面设有若干第二通孔101，自法兰结构11外周表面向内凹陷形成第三通孔102，第三通孔102与第二通孔101相连通，通过设置第二通孔101，用于焊接过程中冷却气体穿过以对超声波换能器、焊头进行冷却。
20.参见图3，后座20的另一端设有第三沉槽22，固定螺栓30的头部31收容在第三沉槽22内，第三沉槽22的深度大于头部31的厚度，致使头部31完全收容在第三沉槽22内。后座20的外径与压电陶瓷41、电极片42的外径一致。
21.在本实施例下，后座20的材质可选取钛合金、不锈钢或合金钢，电极片42 一般选用铜合金或镍合金材质制造。
22.参见图1，法兰结构11包括法兰主体111以及自法兰主体111外周向外径向延伸的外法兰112，外法兰112位于法兰主体111外周的中间区域，通过外法兰112与保护外壳(未图示)连接，外法兰112的厚度小于法兰主体111的厚度，用于减少法兰结构11与保护外壳的接触面积，减少能耗。
23.第二通孔101设于法兰主体111上，第三通孔102设于外法兰112的外周表面。通过设置第三通孔102，进一步减少法兰结构11与保护外壳的接触面积，减少能耗，此外，第三通孔102与第二通孔101相连通，冷却气体通过第二通孔101吹向第三通孔102，以对保护外壳冷却。
24.本实施例下，第二通孔101的内径大于外法兰112厚度，第三通孔102的内径小于第
二通孔101的内径。
25.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种超声波换能器，其特征在于：包括前座、后座、固定螺栓及超声波发生组件，所述前座、所述后座均设有其贯穿上下表面的第一通孔，所述固定螺栓依次串接后座、超声波发生组件和前座，所述超声波发生组件包括多组间隔布置的压电陶瓷与电极片，自所述前座外周沿径向向外延伸有法兰结构，所述法兰结构上贯穿其上下表面设有若干第二通孔，自所述法兰结构外周表面向内凹陷形成第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔相连通。2.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于：所述法兰结构包括法兰主体以及自所述法兰主体外周向外径向延伸的外法兰，所述外法兰的厚度小于所述法兰主体的厚度。3.根据权利要求2所述的超声波换能器，其特征在于：所述第二通孔设于所述法兰主体上，所述第三通孔设于所述外法兰的外周表面，所述第三通孔的内径小于所述第二通孔的内径。4.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于：所述前座与所述超声波发生组件组装的一端设有第一沉槽，所述第一沉槽与所述前座的第一通孔同轴，所述第一沉槽的内径大于所述第一通孔的内径，所述后座与所述超声波发生组件组装的一端设有第二沉槽，所述第二沉槽与所述第一沉槽的内径相等，所述压电陶瓷、所述电极片均具有第四通孔，所述第四通孔的内径与所述第一沉槽的内径相等。5.根据权利要求4所述的超声波换能器，其特征在于：所述后座的另一端设有第三沉槽，所述固定螺栓的头部收容在所述第三沉槽内，所述第三沉槽的深度大于所述头部的厚度。6.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于：所述前座的第一通孔内设有内螺纹，所述固定螺栓的外螺纹与所述前座的内螺纹连接。

技术总结
本实用新型公开了一种超声波换能器，包括前座、后座、固定螺栓及超声波发生组件，所述前座、所述后座均设有其贯穿上下表面的第一通孔，所述固定螺栓依次串接后座、超声波发生组件和前座，所述超声波发生组件包括多组间隔布置的压电陶瓷与电极片，自所述前座外周沿径向向外延伸有法兰结构，所述法兰结构上贯穿其上下表面设有若干第二通孔，自所述法兰结构外周表面向内凹陷形成第三通孔，所述第三通孔与所述第二通孔相连通。如此设置，减少法兰结构与保护外壳的接触面积，减少能耗。减少能耗。减少能耗。


技术研发人员：王俊理 王森
受保护的技术使用者：哈曼超声波科技（太仓）有限公司
技术研发日：2021.07.05
技术公布日：2021/12/28