[发明专利]一种双棒型超磁致伸缩超声振动装置

说明书

本发明公开了一种双棒型超磁致伸缩超声振动装置，包括刀柄，刀柄下端依次连接有变幅杆和工具头，刀柄下部设置有空腔，空腔中设置有超磁致伸缩换能器，刀柄外侧壁设置有密封轴承、弹性挡圈及套筒，弹性挡圈及套筒对密封轴承进行固定，密封轴承外设置有外壳，外壳上、下两端分别设置有上端盖和下端盖，刀柄外侧还设置有原边绕组和副边绕组，原边绕组和副边绕组依次位于外壳下方。本发明解决超磁致伸缩换能器的漏磁问题。

技术领域

本发明属于超声加工技术领域，涉及一种双棒型超磁致伸缩超声振动装置。

背景技术

旋转超声加工是在传统超声加工的基础上，附加超声频机械振动，可以有效减小切削力，降低刀具磨损，提高材料去除效率，提高加工质量，尤其对难加工材料具有良好的加工效果。

在超声加工技术领域，主要使用的超声换能材料有压电陶瓷和超磁致伸缩材料。压电陶瓷的功率密度比较小，并且存在过热失效，易碎等不足之处。超磁致伸缩材料具有磁致伸缩应变大，能量密度高，响应速度快等优点，是大功率，大振幅的研究方向。

目前，超磁致伸缩换能器的驱动元件大多数是单一的超磁致伸缩棒，单棒型换能器需要在超磁致伸缩棒的两侧施加导磁材料以形成闭合磁路，由于磁路存在间隙，会产生极大的漏磁，限制了换能器的性能，并使材料利用率降低。非接触式能量传输装置通常采用铁氧体作为导磁材料，但是由于铁氧体比较脆，容易损坏，传统的加工方法难以加工，这使得非接触式能量传输装置的制造费用大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种双棒型超磁致伸缩超声振动装置，解决了现有超磁致伸缩换能器的漏磁问题。

本发明所采用的技术方案是，一种双棒型超磁致伸缩超声振动装置，包括刀柄，刀柄下端依次连接有变幅杆和工具头，刀柄下部设置有空腔，空腔中设置有超磁致伸缩换能器，超磁致伸缩换能器包括两组超磁致伸缩棒，每组超磁致伸缩棒由多段超磁致伸缩棒连接组成，每相邻两段超磁致伸缩棒之间设置有永磁体B，每组超磁致伸缩棒两端均设置有切片式结构的导磁体，位于两组超磁致伸缩棒同一端侧的导磁体之间设置有永磁体A，超磁致伸缩棒、导磁体和永磁体A形成封闭磁路，超磁致伸缩棒上缠绕有激励线圈，激励线圈与副边绕组连接，超磁致伸缩换能器与变幅杆通过预紧螺栓固定；

刀柄外侧壁设置有密封轴承、弹性挡圈及套筒，弹性挡圈及套筒对密封轴承进行固定，密封轴承外设置有外壳，外壳上、下两端分别设置有上端盖和下端盖，刀柄外侧还设置有原边绕组和副边绕组，原边绕组和副边绕组依次位于外壳下方。

本发明的特点还在于，

原边绕组包括由内向外依次设置的原边线圈、原边磁芯和原边骨架，原边骨架内壁不与刀柄接触，通过沉头螺钉将原边骨架、下端盖、外壳固定起来，副边绕组包括由内向外依次设置的副边线圈、副边磁芯和副边骨架，副边线圈与激励线圈通过引线连接，副边骨架下端设置有多个均匀布设的出气孔，通过螺钉B将变幅杆、副边骨架和刀柄连接起来，原边绕组与副边绕组之间具有间隙。

原边磁芯和副边磁芯均由多层片状导磁材料通过绝缘胶叠制而成。

上端盖上表面设置有止动片，通过螺钉A将外壳、上端盖、止动片固定起来。

外壳连接有进气管，进气管与刀柄的空腔连通。

永磁体B与超磁致伸缩棒、导磁体与永磁体A、每片导磁体之间均通过绝缘胶粘结连接。

超磁致伸缩棒与激励线圈之间设置有保护薄片。

变幅杆(2)为圆锥过渡阶梯形的复合变幅杆。

本发明的有益效果是：从结构上说明本发明装置的特点

(1)磁致伸缩换能器为双棒型超磁致伸缩换能器，超磁致伸缩棒、永磁体与上下导磁体形成封闭磁路，与传统单棒型换能器相比在棒的两侧无需施加磁轭以形成闭合磁路，简化了换能器的结构，减小漏磁，降低了能量损耗；