稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲加工設(shè)備，具體是一種用于對金屬工件表面進(jìn)行超聲強(qiáng)化加工的稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，零件的表面質(zhì)量直接影響其疲勞壽命，為此，零部件進(jìn)行精加工后常常還要進(jìn)行進(jìn)一步加工以提高加工精度和表面質(zhì)量，并向長壽命、超光滑及高表面完整性方面發(fā)展。傳統(tǒng)的超聲強(qiáng)化技術(shù)采用的換能器廣泛使用壓電陶瓷材料，由于其功率密度小、振幅小，在大功率情況下工作時(shí)發(fā)熱容易引起退極化，從而限制了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對傳統(tǒng)壓電陶瓷換能器的不足，提供一種功率大、能量轉(zhuǎn)化率高、響應(yīng)時(shí)間短、穩(wěn)定性好、無過熱失效的稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置。
[0004]本發(fā)明的稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置包括超聲發(fā)生器、與超聲發(fā)生器連接的換能器、由換能器驅(qū)動的工具頭；所述換能器的殼體安裝在車床刀架上并可隨車床刀架在工件長度方向上移動；換能器的殼體為圓筒形，殼體內(nèi)同軸安裝有線圈骨架和繞在線圈骨架上的勵磁線圈，勵磁線圈中心同軸安裝有一個(gè)稀土超磁致伸縮材料棒(Terfeno1-D棒)，在稀土超磁致伸縮材料棒兩端設(shè)置有永磁體；稀土超磁致伸縮材料棒后端由連接在殼體后端面的后蓋板支撐限位，稀土超磁致伸縮材料棒前端與一個(gè)輸出桿的基座連接；所述輸出桿的基座與安裝在殼體前端面上的前蓋板之間壓有碟簧；所述輸出桿向前伸至前蓋板上的導(dǎo)向套前端，所述工作頭安裝在導(dǎo)向套前端并由輸出桿驅(qū)動。
[0005]所述輸出桿與導(dǎo)向套內(nèi)孔之間設(shè)置有密封圈。
[0006]所述稀土超磁致伸縮材料棒后端連接一個(gè)配重塊，后蓋板中心安裝有一個(gè)能夠壓迫配重塊的調(diào)節(jié)螺栓。
[0007]本發(fā)明將稀土超磁致伸縮材料用于超聲波振源，整個(gè)裝置具有功率大、能量轉(zhuǎn)化率高、響應(yīng)時(shí)間短、穩(wěn)定性好、無過熱失效等優(yōu)點(diǎn)，具有傳統(tǒng)磁致伸縮材料和壓電陶瓷材料無可比擬的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的換能器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，該稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置包括超聲發(fā)生器1、與超聲發(fā)生器連接的換能器2、由換能器驅(qū)動的工具頭3 ;所述換能器的殼體安裝在車床刀架4上并可隨車床刀架在工件長度方向上移動；如圖2所示，換能器2的殼體201為圓筒形，殼體內(nèi)同軸安裝有線圈骨架202和繞在線圈骨架上的勵磁線圈203，勵磁線圈中心同軸安裝有一個(gè)稀土超磁致伸縮材料棒204，在稀土超磁致伸縮材料棒兩端設(shè)置有永磁體205 ;稀土超磁致伸縮材料棒后端由連接在殼體后端面的后蓋板206支撐限位，稀土超磁致伸縮材料棒204后端連接一個(gè)配重塊211，后蓋板206中心安裝有一個(gè)能夠壓迫配重塊的調(diào)節(jié)螺栓212 ;稀土超磁致伸縮材料棒前端與一個(gè)輸出桿207的基座連接；所述輸出桿的基座與安裝在殼體前端面上的前蓋板208之間壓有碟簧209;所述輸出桿向前伸至前蓋板上的導(dǎo)向套前端，輸出桿207與導(dǎo)向套內(nèi)孔之間設(shè)置有密封圈210，所述工具頭3安裝在導(dǎo)向套前端并由輸出桿驅(qū)動。
[0010]本發(fā)明工作過程中如圖1所示，工件G用三爪卡盤固定在車床上，換能器2固定在車床的刀架4上，并由超聲發(fā)生器I提供超聲信號，工具頭3安裝在換能器的前端。工作時(shí)，工件隨車床旋轉(zhuǎn)，換能器振動帶動前端的工具頭與工件接觸產(chǎn)生擠壓，與此同時(shí)，換能器隨著刀架左右移動，從而完成對整個(gè)工件的超聲強(qiáng)化加工。
[0011]換能器的工作過程如圖2所示，勵磁線圈203通電產(chǎn)生磁場，稀土超磁致伸縮材料棒204在磁場作用下產(chǎn)生振動，從而帶動前端的輸出桿207振動，擠壓工具頭與工件接觸，產(chǎn)生擠壓力，從而完成超聲強(qiáng)化加工。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置，包括超聲發(fā)生器(1)、與超聲發(fā)生器連接的換能器(2)、由換能器驅(qū)動的工具頭(3);所述換能器的殼體安裝在車床刀架(4)上并可隨車床刀架在工件長度方向上移動；其特征是:換能器(2)的殼體(201)為圓筒形，殼體內(nèi)同軸安裝有線圈骨架(202)和繞在線圈骨架上的勵磁線圈(203)，勵磁線圈中心同軸安裝有一個(gè)稀土超磁致伸縮材料棒(204)，在稀土超磁致伸縮材料棒兩端設(shè)置有永磁體(205);稀土超磁致伸縮材料棒后端由連接在殼體后端面的后蓋板(206)支撐限位，稀土超磁致伸縮材料棒前端與一個(gè)輸出桿(207)的基座連接；所述輸出桿的基座與安裝在殼體前端面上的前蓋板(208)之間壓有碟簧(209);所述輸出桿向前伸至前蓋板上的導(dǎo)向套前端，所述工具頭(3)安裝在導(dǎo)向套如〗而并由輸出桿驅(qū)動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置，其特征是:所述輸出桿(207)與導(dǎo)向套內(nèi)孔之間設(shè)置有密封圈(210)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置，其特征是:所述稀土超磁致伸縮材料棒(204 )后端連接一個(gè)配重塊(211)，后蓋板(206 )中心安裝有一個(gè)能夠壓迫配重塊的調(diào)節(jié)螺栓(212)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及稀土超磁致伸縮超聲強(qiáng)化裝置。包括超聲發(fā)生器、換能器、由換能器驅(qū)動的工具頭；換能器安裝在車床刀架上并可隨車床刀架在工件長度方向上移動；圓筒形換能器殼體內(nèi)同軸安裝有線圈骨架和繞在線圈骨架上的勵磁線圈，勵磁線圈中心同軸安裝有稀土超磁致伸縮材料棒；稀土超磁致伸縮材料棒兩端設(shè)置有永磁體,后端由后蓋板支撐限位，前端與一個(gè)輸出桿的基座連接；輸出桿的基座與前蓋板之間壓有碟簧；輸出桿向前伸至前蓋板上的導(dǎo)向套前端，工作頭安裝在導(dǎo)向套前端并由輸出桿驅(qū)動。將稀土超磁致伸縮材料用于超聲波振源，整個(gè)裝置具有功率大、能量轉(zhuǎn)化率高、響應(yīng)時(shí)間短、穩(wěn)定性好、無過熱失效等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C21D10/00
【公開號】CN104946880
【申請?zhí)枴緾N201510285599
【發(fā)明人】初永臣, 張勤儉, 趙路明, 王會英, 冀士哲
【申請人】北京交通大學(xué)長三角研究院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月29日