橢圓超聲振動(dòng)切削技術(shù)作為一種新型的加工技術(shù),因具有減小切削力、提高刀具使用壽命、降低切削溫度、提高已加工表面質(zhì)量和精度、改善排屑情況等優(yōu)點(diǎn),而受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。同時(shí),在橢圓超聲振動(dòng)切削過程中,刀尖處不會(huì)受到交變的拉壓應(yīng)力,從而可以有效減少刀具崩刃現(xiàn)象的發(fā)生。此外,在刀與工件的分離階段,后刀面與已加工表面脫離接觸,有助于提升表面質(zhì)量。因此,在理論上,橢圓超聲振動(dòng)切削是對(duì)直線超聲振動(dòng)切削的完善,設(shè)計(jì)一種可靠、高效的橢圓振動(dòng)鏜削裝置在實(shí)際加工中具有重要意義。實(shí)現(xiàn)單激勵(lì)橢圓超聲振動(dòng)切削的方式有復(fù)合換能器和復(fù)合變幅桿兩種。本文采用復(fù)合變幅桿的設(shè)計(jì)方案,將壓電換能器輸出的單一縱向振動(dòng),轉(zhuǎn)變成兩種復(fù)合振動(dòng)模態(tài),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)合變幅桿末端刀具的橢圓振動(dòng)切削。同時(shí),在理論上對(duì)復(fù)合變幅桿和換能器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。使用理論設(shè)計(jì)、有限元仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法。通過對(duì)復(fù)合變幅桿模態(tài)分析,得到的固有頻率及振型驗(yàn)證了相關(guān)設(shè)計(jì)理論的正確性。通過結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,得到復(fù)合變幅桿刀尖處的運(yùn)動(dòng)軌跡,表明其能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓振動(dòng)軌跡,驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的正確性。此外,在刀尖處施加相同的外力時(shí),對(duì)兩組復(fù)合超聲振子進(jìn)行靜力學(xué)分析顯...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的來源及意義
    1.2 橢圓振動(dòng)切削的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容
第二章 橢圓超聲振動(dòng)鏜削裝置振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
    2.1 橢圓超聲振動(dòng)鏜削系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    2.2 縱扭振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算
        2.2.1 變截面變幅桿的波動(dòng)方程
        2.2.2 圓錐體縱振與扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)特性
        2.2.3 圓柱體縱振與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)特性
        2.2.4 圓錐形階梯變幅桿縱扭復(fù)合振動(dòng)特性
        2.2.5 縱扭復(fù)合變幅桿理論設(shè)計(jì)計(jì)算
    2.3 縱彎振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算
        2.3.1 簡(jiǎn)諧力作用下有阻尼系統(tǒng)響應(yīng)
        2.3.2 基礎(chǔ)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼系統(tǒng)的響應(yīng)
        2.3.3 復(fù)合運(yùn)動(dòng)微分方程的合成
        2.3.4 縱彎復(fù)合變幅桿理論設(shè)計(jì)計(jì)算
    2.4 換能器的理論設(shè)計(jì)與計(jì)算
        2.4.1 換能器的設(shè)計(jì)理論
        2.4.2 換能器的理論設(shè)計(jì)計(jì)算
    本章小結(jié)
第三章 振動(dòng)系統(tǒng)性能的仿真分析
    3.1 縱彎振動(dòng)系統(tǒng)仿真分析
        3.1.1 縱彎復(fù)合變幅桿模態(tài)分析
        3.1.2 結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
        3.1.3 添加刀片后的有限元分析
    3.2 縱扭振動(dòng)系統(tǒng)仿真分析
        3.2.1 縱扭復(fù)合變幅桿的有限元分析
        3.2.2 添加刀片后的有限元分析
    3.3 復(fù)合變幅桿刀尖處的軌跡圖
    3.4 換能器的仿真分析
    3.5 超聲振子的仿真分析
        3.5.1 模態(tài)分析
        3.5.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
    本章小結(jié)
第四章 機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析
    4.1 壓電換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.1 前蓋板
        4.1.2 后蓋板
        4.1.3 壓電陶瓷部分
        4.1.4 銅電極片
        4.1.5 絕緣套筒
        4.1.6 預(yù)應(yīng)力螺栓和螺母
    4.2 超聲鏜削裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.1 刀柄、拉釘?shù)倪x擇
        4.2.2 電能傳輸裝置及其選擇
        4.2.3 外套桶的設(shè)計(jì)
        4.2.4 法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.5 鏜削裝置的整體結(jié)構(gòu)
    4.3 聲學(xué)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 測(cè)試分析原理
        4.3.2 測(cè)試結(jié)果分析
    4.4 縱彎、縱扭超聲振動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)比
    本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3745450