[发明专利]一种分体式超声聚焦汽雾冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用逆压电效应的超声振动聚焦汽雾冷却领域，具体来说，涉及一种分体式超声聚焦汽雾冷却装置。

背景技术

在材料磨削加工过程中，高速回转的砂轮表面存在着随砂轮一起回转的附着气流层，气流层在磨削加工区形成了气障，使冷却液难以进入磨削加工区，致使冷却液起不到冷却作用。材料磨削加工过程中，由于工具切削刃在工件表面的切削、滑移和摩擦的作用，会在磨削加工区产生大量的切削热，使磨削加工区处于高温状态，当温度达到一定临界值后，冷却液在加工切削区产生膜沸腾，沸腾膜使大部分冷却液很难到达磨削加工区的热源表面，同样致使冷却液也起不到应有的冷却作用。

传统的冷却技术采用大量浇注冷却液的冷却方式，基于上述原因，这种方式存在着以下多方面的问题：

1、冷却效果差，影响加工表面质量和加工精度，并且影响切削加工效率和工具寿命；

2、在材料切削加工过程中，工具的高速旋转会使冷却液飞溅，其中含有的油或化学添加剂等成分造成环境污染，损害操作者的健康；

3、冷却液循环使用成本高，废冷却液还会造成环境污染。

传统的大量浇注冷却液的冷却方式存在的问题制约了精密与超精密加工技术的发展，近年来，国内外的专家主要致力于磨削加工区的气流场、切削弧区强化换热、新型冷却液供液方式、新型冷却介质、微量冷却液冷却技术等方面的研究，并取得了一定的研究成果，但是他们大都只关注了冷却的效果，没能很好地解决污染问题。进一步探索高效冷却技术，在保证有效冷却的同时，避免冷却过程的环境污染，是精密与超精密加工技术发展面临的重要课题，所以从保证精密切削质量和实现绿色环保两个方面开展新型的冷却机理与技术研究具有重要的意义。开发绿色、高效的冷却技术已经成为精密加工技术发展的基础和关键技术之一，在保证优良的冷却效果，提高加工效率与加工质量的同时，尽量减少冷却液的用量，从而降低环境污染、保护操作者的健康，实现绿色制造。

为了克服以上冷却技术的不足，公开号为CN101966661A的专利文献公开了一种超声聚焦汽雾冷却器，该超声聚焦汽雾冷却器冷却器采用夹心式换能器结构，具有功率容量较大，汽雾聚焦能力较强的优点，并且在高效冷却的基础上，可以减少冷却液用量，但是该超声聚焦汽雾冷却器，也存在着一些缺陷，这种超声聚焦汽雾冷却器在设计时需要保证压电换能器部分的固有频率和聚焦球壳部分的固有频率相同，聚焦球壳部分必须安装在振子结构的纵向振动波腹的位置，制造和调节修正难度较大；雾化部分和聚焦球壳部分共用一个压电换能器，使分配到雾化器前端部分和聚焦球壳部分的功率较小，致使雾化效果和聚焦效果较差；并且拆卸维修不便；如果该超声聚焦汽雾冷却器中的任何一个零件损坏，就会可能导致整个系统不能工作，要对整个系统进行更换和维修，后期维护成本较高。

发明内容

为克服以上冷却技术的不足，本发明的目的在于提供一种分体式结构的超声聚焦汽雾冷却装置，该装置由超声振动雾化器和超声振动聚焦器构成，超声振动雾化器包括送液管道、螺栓1、后盖板1、压电陶瓷片1、电极片1、变幅杆1和网孔振动板，超声振动聚焦器包括螺栓2、后盖板2、压电陶瓷片2、电极片2、变幅杆2和聚焦球壳。所述的后盖板1、压电陶瓷片1、电极片1和变幅杆1通过所述的螺栓1联接夹紧，所述的网孔振动板设置在所述的变幅杆1的前端，形成超声振动雾化器。所述的后盖板2、压电陶瓷片2、电极片2和变幅杆2通过所述的螺栓2联接夹紧，所述的聚焦球壳设置在所述的变幅杆2的前端，形成超声振动聚焦器。所述超声振动雾化器前端的网孔振动板和变幅杆1穿过超声振动聚焦器的内孔。该分体式超声聚焦汽雾冷却装置中的超声雾化器和超声聚焦器的换能器独立设计，不需要保证超声雾化器和超声聚焦器的固有频率相同，和一体式的超声聚焦汽雾冷却器相比，该分体式结构超声聚焦汽雾冷却装置制造容易，超声振动聚焦器和超声振动雾化器的相对位置调节方便，超声振动雾化器和超声振动聚焦器的功率均较大，超声雾化和超声聚焦的效果较好，后期维修方便。

更进一步，所述送液管道与一定量供液装置相连。

更进一步，所述分体式超声聚焦汽雾冷却装置的超声振动雾化器与超声电源1连接。

更进一步，所述分体式超声聚焦汽雾冷却装置的超声振动聚焦器与超声电源2连接。

更进一步，所述的分体式超声聚焦汽雾冷却装置的网孔振动板设置在所述的聚焦球壳的声学聚焦焦点靠近超声振动聚焦器一侧。