隨著碳/碳化硅材料在國防軍工、航空航天以及汽車等領(lǐng)域應(yīng)用需求的日益增多,對其零件的加工精度、表面質(zhì)量以及加工效率提出了更加嚴(yán)苛的要求。傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式已無法滿足碳/碳化硅材料的加工要求。超聲加工技術(shù)在降低切削力、提高工件表面質(zhì)量和延長刀具耐用度等方面具有顯著優(yōu)勢,是加工碳/碳化硅材料的最有效方法。針對加工工件的特點(diǎn),提出將縱扭復(fù)合超聲振動與普通銑削有機(jī)結(jié)合的思路,以期獲得碳/碳化硅材料的高效高質(zhì)加工方法。本文針對縱扭復(fù)合超聲銑削系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,研制了縱扭復(fù)合超聲系統(tǒng)與無線電能傳輸系統(tǒng),并探討了縱扭復(fù)合超聲銑削系統(tǒng)的加工穩(wěn)定性問題,最后,通過對碳/碳化硅材料進(jìn)行銑削試驗(yàn),分析了縱扭復(fù)合超聲銑削碳/碳化硅材料的加工性能與加工效果。本文的主要研究內(nèi)容與研究成果如下:(1)針對模態(tài)疊加型縱扭復(fù)合超聲換能器的應(yīng)用缺陷,提出利用環(huán)槽結(jié)構(gòu)具有縱振耦合和扭振隔離特性,在縱扭同頻共振換能器上成功構(gòu)造出簡并節(jié)點(diǎn),并應(yīng)用有限元軟件ANSYS對其模態(tài)分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思路的合理性;(2)對比分析表觀彈性理論、一維振動理論以及有限單元法,并得出長徑比可以作為一維振動理論應(yīng)用范圍的判斷依據(jù)�；谝痪S振動... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

壓電換能器Fig.1-1Piezoelectrictransducer

以分為三大類[98]：(1)平行于加工工件平面的二維振動磨削，如圖1-2(a)所示；(2)平行于砂輪端面的二維振動磨削，如圖1-2(b)所示；(3)垂直型二維振動磨削，如圖1-2(c)所示。圖 1-2 不同類型的二維超聲振動磨削技術(shù)Fig.1-2 Different types of two-dimensional ultrasonic vibration grinding technology日本學(xué)者Suzuki K[99,100]通過將金剛石磨粒電鍍在橢圓振動超聲馬達(dá)的定子上制成橢圓振動砂輪，使磨粒在加工過程中能夠產(chǎn)生二維橢圓振動。由其工作原理可知，超聲橢圓振動砂輪在加工過程中同時作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和垂直進(jìn)給運(yùn)動，而工件沿工作臺面只作平移運(yùn)動，故此加工方法本質(zhì)上來看還是屬于在砂輪的切向振動與徑向振動復(fù)合的磨削方法。趙波等將超聲波振動系統(tǒng)與精密平面磨床(含金剛石砂輪)精密結(jié)合研發(fā)了一種二維超聲振動輔助超精密金剛石砂輪磨削裝置[101]。該裝置利用兩個相互垂直布置的壓電換能器，對工件同時施加不同頻率的高頻振動，進(jìn)而形成砂輪相對工件二維超聲磨削。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用此裝置分別對ZrO2、Al3O2、Al3O2/ZrO2、碳纖維復(fù)合材料(C/C)以及改性的氧化鋁陶瓷(ZTA)等材料開展磨削試驗(yàn)

河南理工大學(xué)博士學(xué)位論文5. 基于運(yùn)動合成原理，分析了分離型縱扭復(fù)合超聲銑削加工的運(yùn)動特性。之后，基于結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理，考慮縱扭復(fù)合超聲振動對銑削系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，建立了分離型縱扭復(fù)合超聲銑削加工的動力學(xué)模型和穩(wěn)定域的解析模型，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用 MATLAB 7.1 軟件進(jìn)行數(shù)值分析獲得了切削系統(tǒng)的穩(wěn)定性預(yù)測圖譜，并進(jìn)一步分析了不同切削加工參數(shù)與模態(tài)參數(shù)對穩(wěn)定性圖譜的影響。6. 采用正交試驗(yàn)法對碳/碳化硅材料進(jìn)行銑削試驗(yàn)，研究分析在普通銑削和縱扭復(fù)合超聲銑削工況下不同銑削工藝參數(shù)對切削力，表面質(zhì)量，微觀形貌以及刀具磨損的影響，并得出不同目標(biāo)條件下的最佳銑削工藝參數(shù)。1.6.2 本文結(jié)構(gòu)框架本文的結(jié)構(gòu)框架如圖 1-3 所示。

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本文編號：2919949