難加工材料(TC4)超聲振動鏜削技術(shù)的研究
發(fā)布時間:2022-02-14 23:38
隨著特殊材料越來越廣泛的應(yīng)用,用傳統(tǒng)的鏜削方法對其進行加工時,其加工過程中出現(xiàn)的不利現(xiàn)象得到了人們的廣泛關(guān)注。超聲振動加工技術(shù)是自20世紀50年代以來被研究人員逐步發(fā)展的一種新型加工方法,具有能大幅度地提高加工速度、提高加工質(zhì)量等優(yōu)勢。因此本課題針對TC4進行超聲振動鏜削技術(shù)開展研究,為難加工材料內(nèi)孔加工提供一種經(jīng)濟適用的方法,提高難加工材料孔加工生產(chǎn)率及孔加工質(zhì)量。本研究首先從超聲振動鏜削的切削原理入手,建立了普通鏜削、單一縱向振動鏜削與復(fù)合超聲振動鏜削的刀尖軌跡方程,并利用MATLAB進行軌跡仿真;分析了超聲振動鏜削切削過程及其運動特性,對比了單一超聲振動鏜削與復(fù)合振動鏜削切削過程中的異同,指出二者不同的分離特性、變切削角特性及空切削現(xiàn)象;研究了超聲振動鏜削對切削力的影響;谏鲜鲅芯,對超聲振動鏜削裝置的聲振系統(tǒng)進行了設(shè)計與仿真。首先,根據(jù)變幅桿基本理論設(shè)計出可實現(xiàn)單一縱振的振動傳遞系統(tǒng),然后在系統(tǒng)末端加設(shè)特殊結(jié)構(gòu)的筒狀傳振桿以實現(xiàn)縱扭復(fù)合振動,并初設(shè)其結(jié)構(gòu)參數(shù);接著用ANSYS對初設(shè)尺寸下的變幅桿進行模態(tài)仿真,研究傳振桿長度、法蘭盤厚度及斜槽各參數(shù)對振動傳遞系統(tǒng)諧振頻率的影響規(guī)...
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 超聲振動切削技術(shù)
1.2 超聲振動切削特點
1.3 超聲振動研究現(xiàn)狀
1.3.1 普通超聲振動切削技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況
1.3.2 普通超聲振動切削技術(shù)存在的問題
1.3.3 復(fù)合超聲振動研究現(xiàn)狀
1.3.4 超聲波振動鏜削研究現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的目的和意義
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
1.6 創(chuàng)新點
第二章 超聲振動鏜削加工的機理研究
2.1 超聲振動鏜削的工作原理
2.1.1 普通鏜削與振動鏜削
2.1.2 超聲振動鏜削的工作原理
2.1.3 復(fù)合振動的產(chǎn)生機理
2.1.4 超聲振動切削的臨界切削速度
2.2 超聲振動鏜削機理分析
2.2.1 普通鏜削與振動鏜削刀尖運動軌跡方程的建立
2.2.2 刀尖運動軌跡Matlab仿真
2.2.3 超聲振動鏜削的切削過程
2.2.4 超聲振動鏜削的運動特性
2.3 超聲振動鏜削力分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 超聲振動鏜削聲振系統(tǒng)設(shè)計
3.1 超聲波發(fā)生器和換能器的選用
3.2 振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.1 單一縱向振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.2 縱扭復(fù)合振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.3 振動傳遞系統(tǒng)動力學(xué)分析
3.3.1 筒狀傳振桿各參數(shù)對振動傳遞系統(tǒng)的影響
3.3.2 振動傳遞系統(tǒng)的模態(tài)分析
3.3.3 諧響應(yīng)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 超聲振動鏜削聲振系統(tǒng)的試驗研究
4.1 換能器的振幅及阻抗試驗
4.2 振動傳遞系統(tǒng)的修正
4.3 縱扭復(fù)合振動傳遞系統(tǒng)的修正
4.3.1 試驗?zāi)康?br> 4.3.2 試驗條件
4.3.3 試驗方法
4.3.4 試驗過程
4.3.5 試驗結(jié)果分析
4.4 振動傳遞系統(tǒng)的振動檢測
4.5 本章小結(jié)
第五章 鈦合金TC4的超聲振動鏜削試驗研究
5.1 鈦合金的超聲振動切削加工
5.2 超聲鏜削裝置的研制
5.2.1 鏜刀的設(shè)計
5.2.2 超聲振動鏜削系統(tǒng)的裝配
5.3 超聲振動鏜削力與粗糙度試驗
5.3.1 試驗?zāi)康?br> 5.3.2 試驗條件
5.3.3 切削試驗
5.3.4 試驗結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]振動切削技術(shù)的研究與發(fā)展應(yīng)用[J]. 周麗麗,張平寬,王慧霖,張宗彩. 煤礦機械. 2009(02)
[2]振動切削技術(shù)特點及其應(yīng)用研究[J]. 王應(yīng)彪,劉傳紹,楊永發(fā). 機械研究與應(yīng)用. 2008(01)
[3]振動切削技術(shù)特點及其應(yīng)用狀況[J]. 楊曉明,趙浜,王寶榮. 機械. 2008(02)
[4]鈦合金的深孔鉆削加工工藝分析及其改進方法[J]. 高世博,秦泓江. 石油儀器. 2007(04)
[5]超聲振動精密加工研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張存信,楊繼先,曹文燕. 熱處理技術(shù)與裝備. 2006(05)
[6]鈦合金深孔鉆削刀具的研究[J]. 趙洪兵. 制造技術(shù)與機床. 2006(10)
[7]單激勵超聲橢圓振動車削薄壁筒實驗研究[J]. 李勛,張德遠. 航空學(xué)報. 2006(04)
[8]鈦合金深孔鉆削刀具的試驗研究[J]. 趙洪兵,朱林. 中國機械工程. 2006(06)
[9]超聲加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 曹鳳國,張勤儉. 電加工與模具. 2005(S1)
[10]超聲波振動鏜孔鏜刀的設(shè)計[J]. 張建中,龐麗君,孟慶華. 工具技術(shù). 2005(11)
博士論文
[1]硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工高頻振動效應(yīng)的研究[D]. 呂東喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光硅片技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 楊衛(wèi)平.南京航空航天大學(xué) 2008
碩士論文
[1]難加工材料超聲珩磨加工的機理及試驗研究[D]. 沈雪紅.西安石油大學(xué) 2015
[2]超聲縱扭復(fù)合振動銑孔裝置的研究[D]. 王佩闖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于刀具-工件接觸率的鈦合金超聲振動切削研究[D]. 黃紅福.南昌航空大學(xué) 2013
[4]不銹鋼超聲波振動車削裝置設(shè)計及仿真分析[D]. 宋軍.湖南大學(xué) 2012
[5]硬脆材料超聲加工控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計[D]. 孫曉波.西安電子科技大學(xué) 2010
[6]超聲波橢圓振動切削理論研究與裝置設(shè)計[D]. 王躍.太原理工大學(xué) 2010
[7]超聲波振動輔助車削加工機理分析[D]. 段忠福.上海交通大學(xué) 2010
[8]碳鋼材料超聲輔助振動金剛石鏡面切削工藝技術(shù)的研究[D]. 王磊.天津大學(xué) 2008
[9]超聲切削振動系統(tǒng)振子性能的研究[D]. 李駿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[10]難加工材料高速銑削切削力研究[D]. 閆雪.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3625475
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 超聲振動切削技術(shù)
1.2 超聲振動切削特點
1.3 超聲振動研究現(xiàn)狀
1.3.1 普通超聲振動切削技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況
1.3.2 普通超聲振動切削技術(shù)存在的問題
1.3.3 復(fù)合超聲振動研究現(xiàn)狀
1.3.4 超聲波振動鏜削研究現(xiàn)狀
1.4 本課題研究的目的和意義
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
1.6 創(chuàng)新點
第二章 超聲振動鏜削加工的機理研究
2.1 超聲振動鏜削的工作原理
2.1.1 普通鏜削與振動鏜削
2.1.2 超聲振動鏜削的工作原理
2.1.3 復(fù)合振動的產(chǎn)生機理
2.1.4 超聲振動切削的臨界切削速度
2.2 超聲振動鏜削機理分析
2.2.1 普通鏜削與振動鏜削刀尖運動軌跡方程的建立
2.2.2 刀尖運動軌跡Matlab仿真
2.2.3 超聲振動鏜削的切削過程
2.2.4 超聲振動鏜削的運動特性
2.3 超聲振動鏜削力分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 超聲振動鏜削聲振系統(tǒng)設(shè)計
3.1 超聲波發(fā)生器和換能器的選用
3.2 振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.1 單一縱向振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.2.2 縱扭復(fù)合振動傳遞系統(tǒng)的設(shè)計
3.3 振動傳遞系統(tǒng)動力學(xué)分析
3.3.1 筒狀傳振桿各參數(shù)對振動傳遞系統(tǒng)的影響
3.3.2 振動傳遞系統(tǒng)的模態(tài)分析
3.3.3 諧響應(yīng)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 超聲振動鏜削聲振系統(tǒng)的試驗研究
4.1 換能器的振幅及阻抗試驗
4.2 振動傳遞系統(tǒng)的修正
4.3 縱扭復(fù)合振動傳遞系統(tǒng)的修正
4.3.1 試驗?zāi)康?br> 4.3.2 試驗條件
4.3.3 試驗方法
4.3.4 試驗過程
4.3.5 試驗結(jié)果分析
4.4 振動傳遞系統(tǒng)的振動檢測
4.5 本章小結(jié)
第五章 鈦合金TC4的超聲振動鏜削試驗研究
5.1 鈦合金的超聲振動切削加工
5.2 超聲鏜削裝置的研制
5.2.1 鏜刀的設(shè)計
5.2.2 超聲振動鏜削系統(tǒng)的裝配
5.3 超聲振動鏜削力與粗糙度試驗
5.3.1 試驗?zāi)康?br> 5.3.2 試驗條件
5.3.3 切削試驗
5.3.4 試驗結(jié)果與分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]振動切削技術(shù)的研究與發(fā)展應(yīng)用[J]. 周麗麗,張平寬,王慧霖,張宗彩. 煤礦機械. 2009(02)
[2]振動切削技術(shù)特點及其應(yīng)用研究[J]. 王應(yīng)彪,劉傳紹,楊永發(fā). 機械研究與應(yīng)用. 2008(01)
[3]振動切削技術(shù)特點及其應(yīng)用狀況[J]. 楊曉明,趙浜,王寶榮. 機械. 2008(02)
[4]鈦合金的深孔鉆削加工工藝分析及其改進方法[J]. 高世博,秦泓江. 石油儀器. 2007(04)
[5]超聲振動精密加工研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張存信,楊繼先,曹文燕. 熱處理技術(shù)與裝備. 2006(05)
[6]鈦合金深孔鉆削刀具的研究[J]. 趙洪兵. 制造技術(shù)與機床. 2006(10)
[7]單激勵超聲橢圓振動車削薄壁筒實驗研究[J]. 李勛,張德遠. 航空學(xué)報. 2006(04)
[8]鈦合金深孔鉆削刀具的試驗研究[J]. 趙洪兵,朱林. 中國機械工程. 2006(06)
[9]超聲加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 曹鳳國,張勤儉. 電加工與模具. 2005(S1)
[10]超聲波振動鏜孔鏜刀的設(shè)計[J]. 張建中,龐麗君,孟慶華. 工具技術(shù). 2005(11)
博士論文
[1]硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工高頻振動效應(yīng)的研究[D]. 呂東喜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光硅片技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 楊衛(wèi)平.南京航空航天大學(xué) 2008
碩士論文
[1]難加工材料超聲珩磨加工的機理及試驗研究[D]. 沈雪紅.西安石油大學(xué) 2015
[2]超聲縱扭復(fù)合振動銑孔裝置的研究[D]. 王佩闖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于刀具-工件接觸率的鈦合金超聲振動切削研究[D]. 黃紅福.南昌航空大學(xué) 2013
[4]不銹鋼超聲波振動車削裝置設(shè)計及仿真分析[D]. 宋軍.湖南大學(xué) 2012
[5]硬脆材料超聲加工控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計[D]. 孫曉波.西安電子科技大學(xué) 2010
[6]超聲波橢圓振動切削理論研究與裝置設(shè)計[D]. 王躍.太原理工大學(xué) 2010
[7]超聲波振動輔助車削加工機理分析[D]. 段忠福.上海交通大學(xué) 2010
[8]碳鋼材料超聲輔助振動金剛石鏡面切削工藝技術(shù)的研究[D]. 王磊.天津大學(xué) 2008
[9]超聲切削振動系統(tǒng)振子性能的研究[D]. 李駿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[10]難加工材料高速銑削切削力研究[D]. 閆雪.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3625475
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