[发明专利]一种多模态超声振动辅助加工装置及方法

权利要求书

1.一种多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，包括：

刀柄，所述刀柄的内部形成有空腔，所述刀柄的一端形成有与所述空腔连通的安装口；

非接触式电能传输装置，所述非接触式电能传输装置套设于所述刀柄的外周；

变幅杆，所述变幅杆的一端与所述刀柄的一端连接；

换能器，所述换能器设置于所述空腔内，所述换能器包括后盖板、压紧螺栓和多列压电陶瓷堆，所述后盖板套设于所述压紧螺栓，所述压紧螺栓与所述变幅杆的一端连接，多列所述压电陶瓷堆间隔布置于所述压紧螺栓的外周，所述压电陶瓷堆通过连接螺栓分别与所述后盖板、所述变幅杆的一端连接。

2.根据权利要求1所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述多模态超声振动辅助加工装置还包括：

加工刀具，所述加工刀具通过固定组件可拆卸地安装于所述变幅杆远离所述刀柄的一端。

3.根据权利要求2所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述变幅杆远离所述刀柄的一端设置有通孔，所述固定组件包括弹性夹头和压紧螺母，所述弹性夹头套设于所述通孔内，所述加工刀具靠近所述变幅杆的一端插入于所述弹性夹头内，所述压紧螺母与所述通孔的外边沿螺纹连接，并与所述弹性夹头抵接。

4.根据权利要求3所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述变幅杆的轴线、所述弹性夹头的轴线、所述压紧螺母的轴线和所述加工刀具的轴线为同一直线。

5.根据权利要求3所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述弹性夹头靠近所述换能器一端的外径小于远离所述换能器一端的外径。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述换能器包括四列所述压电陶瓷堆，四列所述压电陶瓷堆均匀分布于以所述压紧螺母为圆心的圆周上。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述非接触式电能传输装置设置有多个第一螺栓孔，所述刀柄的外周面上设置有与所述第一螺栓孔一一对应的螺纹孔，所述螺栓孔内设置有第一螺栓，所述第一螺栓与对应的所述螺纹孔螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的多模态超声振动辅助加工装置，其特征在于，所述变幅杆一端的边沿设置有多个第二螺栓孔，所述第二螺栓孔内设置有第二螺栓，所述变幅杆的一端通过第二螺栓与所述刀柄的一端连接。

9.一种多模态超声振动辅助加工方法，其特征在于，包括：

根据待加工工件的形面特征和材料特性确定多模态超声振动辅助加工装置的加工模态；

根据确定的加工模态向压电陶瓷堆分别施加与所述压电陶瓷堆对应的控制参数的电信号；

所述压电陶瓷堆根据施加的电信号进行振动。

10.根据权利要求9所述的多模态超声振动辅助加工方法，其特征在于，所述控制参数包括频率和相位。