一种基于弯曲振动模态的压电超声振子

1.本申请涉及超声加工技术领域，具体而言，涉及一种超声辅助粉体材料成型领域的压电超声振子。


背景技术：

2.根据超声波的物理效应与等静压技术成型原理，通过超声波对成型对象的高频微蠕动效应可将成型产品致密化，获得物理性能更为良好的成型产品，在高精尖产品方面具有很强的市场竞争力。
3.在等静压的条件下，利用压电超声振子的弯曲振动向液体中传递超声波，利用超声波使粉体材料包膜产生高频蠕动现象，蠕动现象可以增加包膜内部材料的流动性，使被加载试件的致密性得到提高。


技术实现要素：

4.本申请实施例提供一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，旨使超声振子更有效地产生弯曲振动，向液体中传递超声波，使粉体材料等静压成型试件的致密性得到提高。
5.本申请实施例提供一基于弯曲振动模态的压电超声振子，包括：
6.变幅杆、压电陶瓷片、螺柱和换能器后端盖；所述压电陶瓷片中心为与所述螺柱相对应的通孔，所述螺柱穿过所述压电陶瓷片，所述螺柱一端与所述变幅杆连接，另一端与所述换能器后端盖连接。
7.可选地，所述变幅杆包括变幅杆沟槽、法兰盘和夹紧部，所述变幅杆沟槽设置在所述变幅杆平面上，所述变幅杆沟槽有多个，设置于变幅杆两侧；
8.可选地，所述法兰盘设置在变幅杆中部，所述法兰盘四周均匀分布多个通孔，用于压电超声振子的固定；
9.可选地，所述夹紧部内孔为螺纹孔，所述夹紧部底面与所述压电陶瓷片接触，所述夹紧部与所述螺柱连接。
10.可选地，所述压电陶瓷片有多个，所述压电陶瓷片中心为与所述螺柱相对应的通孔，所述螺柱穿过所述压电陶瓷片，并同轴心布置。
11.本申请提供的基于弯曲振动模态的压电超声振子结构简单紧凑，超声振动能量损失小，有效地将超声电源输入的超声频电振荡信号转化为同频率的机械振动信号并将振幅放大转换为高频的弯曲振动，该高频弯曲振动产生的超声波能有效地提高粉体材料等静压成型试件的致密性。
附图说明
12.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
13.图1是本申请一实施例提出的一种基于弯曲振动模态的压电超声振子的内部结构示意图；
14.图2是本申请一实施例提出的变幅杆立体结构示意图。
15.附图标记说明：
16.1-变幅杆、2-压电陶瓷片、3-螺柱、4-换能器后端盖、11-变幅杆沟槽、12-法兰盘、13-夹紧部。
具体实施方式
17.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
18.等静压超声辅助粉体材料成型技术已成功应用在粉体材料的成形上，提高了材料的致密程度，消除了材料内部的微小间隙。
19.相关技术中，传统的压电超声振子弯曲振动幅度不大，产生的高频振动不能满足相关要求。
20.有鉴于此，本申请创造性地提出一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，旨在增强超声振子弯曲振动幅值。
21.参考图1是本申请一实施例提出的一种基于弯曲振动模态的压电超声振子的内部结构示意图，如图1所示，所述基于弯曲振动模态的压电超声振子，包括：
22.变幅杆1、压电陶瓷片2、螺柱3和换能器后端盖4；所述压电陶瓷片2中心为与所述螺柱3相对应的通孔，所述螺柱3穿过所述压电陶瓷片2，所述螺柱3一端与所述变幅杆1连接，另一端与所述换能器后端盖4连接。
23.其具体工作过程为：将压电陶瓷片2的正负电极导线均与超声电源正负极连接，通过法兰盘12将压电超声振子固定于工作位置上，该压电超声振子将输入的超声频电振荡信号转化为同频率的机械振动信号，并将振幅放大转换为高频的弯曲振动向液体中传递超声波，使粉体材料等静压成型试件的致密性得到提高。
24.基于上述基于弯曲振动模态的压电超声振子，本申请提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成新的一种基于弯曲振动模态的压电超声振子。应当理解的，对于由任意示例所组合形成的新一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，均应落入本申请的保护范围。
25.参考图2是本申请一实施例提出的变幅杆立体结构示意图，在一种可行的实施方式中，所述变幅杆1包括变幅杆沟槽11、法兰盘12和夹紧部13，变幅杆1可一体成形，所述变幅杆沟槽11设置在所述变幅杆1平面上，所述变幅杆沟槽11有多个，设置于变幅杆两侧；
26.所述法兰盘12设置在变幅杆中部，所述法兰盘12四周均匀分布多个通孔，用于压电超声振子的固定；
27.所述夹紧部13内孔为螺纹孔，所述夹紧部13底面与所述压电陶瓷片2接触，所述夹紧部13与所述螺柱3连接。
28.应当理解地，本申请说明书尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
29.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
30.以上对本申请所提供的一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。


技术特征：
1.一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，其特征在于，包括：变幅杆(1)、压电陶瓷片(2)、螺柱(3)和换能器后端盖(4)；所述压电陶瓷片(2)中心为与所述螺柱(3)相对应的通孔，所述螺柱(3)穿过所述压电陶瓷片(2)，所述螺柱(3)一端与所述变幅杆(1)连接，另一端与所述换能器后端盖(4)连接。2.根据权利要求1所述的基于弯曲振动模态的压电超声振子，其特征在于，所述变幅杆(1)包括变幅杆沟槽(11)、法兰盘(12)和夹紧部(13)，所述变幅杆沟槽(11)设置在所述变幅杆(1)平面上，所述变幅杆沟槽(11)有多个，设置于变幅杆两侧；所述法兰盘(12)设置在变幅杆中部，所述法兰盘(12)四周均匀分布多个通孔，用于压电超声振子的固定；所述夹紧部(13)内孔为螺纹孔，所述夹紧部(13)底面与所述压电陶瓷片(2)接触，所述夹紧部(13)与所述螺柱(3)连接。3.根据权利要求1所述的基于弯曲振动模态的压电超声振子，其特征在于，所述压电陶瓷片(2)有多个，所述压电陶瓷片(2)中心为与所述螺柱(3)相对应的通孔，所述螺柱(3)穿过所述压电陶瓷片(2)，并同轴心布置。

技术总结
本申请实施例涉及一种基于弯曲振动模态的压电超声振子，该基于弯曲振动模态的压电超声振子包括：变幅杆、压电陶瓷片、螺柱和换能器后端盖。螺柱穿过压电陶瓷片，前后端分别连接变幅杆和换能器后端盖。本发明结构简单紧凑，超声振动能量损失小，有效地将超声电源输入的超声频电振荡信号转化为同频率的机械振动信号并将振幅放大转换为高频的弯曲振动。号并将振幅放大转换为高频的弯曲振动。号并将振幅放大转换为高频的弯曲振动。


技术研发人员：傅波 张炜舜 冉振 杨运
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2022.01.11
技术公布日：2022/6/3