单 影，许 龙，周光平(.中国计量大学 理学院，浙江 杭州3008；. 深圳职业技术学院 电子与通信工程学院，广东 深圳 58055)

0 引言

压电超声换能器广泛应用于现代工业生产及航空航天中，特别是夹心式压电换能器因其优良的性能而广泛应用于功率超声和水声技术中。夹心式压电超声换能器的振动模式包括纵向、弯曲、扭转等，其中弯曲振动是一种应用较普遍的振动模式之一[1]。弯曲振动换能器主要有：

1) 利用压电陶瓷片或压电陶瓷与金属片组成的复合双叠片和三叠片[2-3]。

2) 将多片压电陶瓷置于两段细长的金属棒间，通过一定的预应力将陶瓷片压紧，其中压电陶瓷不是一个完整的圆环，是由两个相同的半圆环组成，且其极化方向反转[1]。

3) 利用振动模式的转换产生弯曲振动[4-6]。

弯曲振动换能器应用于超声加工、超声线束焊接、超声手术刀、超声振动切削及超声电机等领域。如在精细加工时，可利用弯曲振动辅助机械抛光提高材料去除率[7]。文献 [8-9]利用换能器的弯曲振动模式制作了一套双弯曲超声波椭圆振动加工系统。张德元等[10]利用4组半圆形压电陶瓷制作了双弯曲超声椭圆振动均可应用于超声削切的产业加工。文献 [11-14]研制了一种夹心式直线压电超声电机。

压电超声换能器需通过超声变幅杆的聚能作用将换能器的机械振动放大至加工振幅，在超声振动钻削深小孔与深腔零件和大面积工件的加工中，阶梯形变幅杆因其放大效果较好，被广泛应用于超声处理和超声加工中[15]。……