橢圓超聲振動切削技術(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,而受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。同時,在橢圓超聲振動切削過程中,刀尖處不會受到交變的拉壓應(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,橢圓超聲振動切削是對直線超聲振動切削的完善,設(shè)計一種可靠、高效的橢圓振動鏜削裝置在實際加工中具有重要意義。實現(xiàn)單激勵橢圓超聲振動切削的方式有復(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)計方案,將壓電換能器輸出的單一縱向振動,轉(zhuǎn)變成兩種復(fù)合振動模態(tài),進(jìn)而實現(xiàn)復(fù)合變幅桿末端刀具的橢圓振動切削。同時,在理論上對復(fù)合變幅桿和換能器進(jìn)行了設(shè)計。使用理論設(shè)計、有限元仿真和實驗驗證相結(jié)合的設(shè)計方法。通過對復(fù)合變幅桿模態(tài)分析,得到的固有頻率及振型驗證了相關(guān)設(shè)計理論的正確性。通過結(jié)構(gòu)瞬態(tài)動力學(xué)分析,得到復(fù)合變幅桿刀尖處的運動軌跡,表明其能夠?qū)崿F(xiàn)橢圓振動軌跡,驗證了理論設(shè)計的正確性。此外,在刀尖處施加相同的外力時,對兩組復(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 橢圓振動切削的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容
第二章 橢圓超聲振動鏜削裝置振動系統(tǒng)的設(shè)計與計算
    2.1 橢圓超聲振動鏜削系統(tǒng)方案設(shè)計
    2.2 縱扭振動系統(tǒng)設(shè)計與計算
        2.2.1 變截面變幅桿的波動方程
        2.2.2 圓錐體縱振與扭轉(zhuǎn)的振動特性
        2.2.3 圓柱體縱振與扭轉(zhuǎn)振動特性
        2.2.4 圓錐形階梯變幅桿縱扭復(fù)合振動特性
        2.2.5 縱扭復(fù)合變幅桿理論設(shè)計計算
    2.3 縱彎振動系統(tǒng)設(shè)計與計算
        2.3.1 簡諧力作用下有阻尼系統(tǒng)響應(yīng)
        2.3.2 基礎(chǔ)作簡諧運動時阻尼系統(tǒng)的響應(yīng)
        2.3.3 復(fù)合運動微分方程的合成
        2.3.4 縱彎復(fù)合變幅桿理論設(shè)計計算
    2.4 換能器的理論設(shè)計與計算
        2.4.1 換能器的設(shè)計理論
        2.4.2 換能器的理論設(shè)計計算
    本章小結(jié)
第三章 振動系統(tǒng)性能的仿真分析
    3.1 縱彎振動系統(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)計與實驗分析
    4.1 壓電換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        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
        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
        4.2.4 法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.5 鏜削裝置的整體結(jié)構(gòu)
    4.3 聲學(xué)系統(tǒng)測試實驗
        4.3.1 測試分析原理
        4.3.2 測試結(jié)果分析
    4.4 縱彎、縱扭超聲振動系統(tǒng)的對比
    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：3745450