超聲輔助切削因其切削力小、加工精度高等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于蜂窩復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的加工中。然而,我國(guó)對(duì)超聲加工技術(shù)在理論研究和技術(shù)應(yīng)用方面的探索尚不全面。超聲電源作為加工系統(tǒng)的能量來(lái)源,對(duì)加工穩(wěn)定性和切削效率有著至關(guān)重要的作用。本文主要對(duì)其能量傳輸理論模型進(jìn)行研究。通過(guò)分析超聲振動(dòng)系統(tǒng)與超聲電源和外界負(fù)載間,關(guān)于靜電容、動(dòng)態(tài)電阻和諧振頻率等聲學(xué)參數(shù)的關(guān)系,分別建立并驗(yàn)證電-聲調(diào)節(jié)模型和力-聲影響模型,整合兩個(gè)模型,生成能量傳輸模型,指導(dǎo)超聲電源對(duì)聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),提高超聲加工的穩(wěn)定性和效率。主要研究工作與成果如下:1、將超聲加工能量傳輸系統(tǒng)分為超聲電源和超聲振動(dòng)系統(tǒng)兩部分,簡(jiǎn)介了兩部分各自的結(jié)構(gòu)組成和重要特點(diǎn)。提出了超聲加工能量傳輸系統(tǒng)的表征方式:超聲振動(dòng)系統(tǒng)部分體現(xiàn)在刀具振幅的大小和關(guān)鍵部位的溫升情況;超聲電源部分體現(xiàn)在相位差、頻率和阻抗等參數(shù)的變化上。介紹了射頻領(lǐng)域中“駐波”的概念,用正向功率和反射功率的比值來(lái)體現(xiàn)能量利用率高低。2、將超聲振動(dòng)系統(tǒng)作為一個(gè)整體,建立等效電路圖,分析其阻抗特性和諧振特性。以聲學(xué)參數(shù)間的關(guān)系建立導(dǎo)納圓圖,確定了與超聲電源調(diào)節(jié)和外界力負(fù)載相關(guān)的聲學(xué)參數(shù)為諧振頻率、靜...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料??從二戰(zhàn)期間開(kāi)始應(yīng)用夾芯材料到Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料的研制和量產(chǎn)，對(duì)夾芯材料的制備??

Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料于１９７２年由美國(guó)ＤｕＰｏｎｔ公司研制，是一種由正六邊形的蜂窩狀孔??穴在平面內(nèi)均勻排布而成的多孔薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚一般為０．０５－０．１＿，孔格邊長(zhǎng)一般為２－５＿［４］，??如圖１．１所示。??謝錢＇?■?＇?＇?．??：ｉ??圖１．１?Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料....

圖１．３高速銑削蜂窩材料??國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此也展開(kāi)了大量的研究：Ｓａｌｏｍｏｎ等人［１２］提出，當(dāng)切削速度過(guò)高時(shí)，切削??熱反而會(huì)降低這一觀點(diǎn)，打破了切削速度與切削熱之間的傳統(tǒng)關(guān)系，從而使得高速加工獲得??

?贏、Ｊ??圖１．２數(shù)控銑削加工刀具??正由于它結(jié)構(gòu)與性能的獨(dú)特性，用常規(guī)方法加工時(shí)更容易出現(xiàn)刀具磨損嚴(yán)重、表面毛刺??多、蜂格形狀壓潰，嚴(yán)重時(shí)甚至喪失形狀精度、產(chǎn)生力學(xué)缺陷而導(dǎo)致材料報(bào)廢等情況。目前，??高速銑削是國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域?qū)Γ危铮恚澹涓C復(fù)合材料較為成熟的加工方式，一般....

圖１．２數(shù)控銑削加工刀具??，、

多、蜂格形狀壓潰，嚴(yán)重時(shí)甚至喪失形狀精度、產(chǎn)生力學(xué)缺陷而導(dǎo)致材料報(bào)廢等情況。目前，??高速銑削是國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域?qū)Γ危铮恚澹涓C復(fù)合材料較為成熟的加工方式，一般采用硬質(zhì)合??金制作的刀具，如圖１．２所示。與普通切削方式相較，高速銑削具有優(yōu)異的加工效率和表面加??工質(zhì)量，適用于加工....

圖１．４超聲切削系統(tǒng)組成圖??Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料的超聲切削加工系統(tǒng)主要由超聲電源、超聲振動(dòng)系統(tǒng)以及固定軸套??等部件構(gòu)成，超聲振動(dòng)系統(tǒng)則是用螺栓將換能器、變幅桿和工具頭連接在一起構(gòu)成，如圖１．４??

圖１．４超聲切削系統(tǒng)組成圖??Ｎｏｍｅｘ蜂窩復(fù)合材料的超聲切削加工系統(tǒng)主要由超聲電源、超聲振動(dòng)系統(tǒng)以及固定軸套??等部件構(gòu)成，超聲振動(dòng)系統(tǒng)則是用螺栓將換能器、變幅桿和工具頭連接在一起構(gòu)成，如圖１．４??所示。超聲輔助切削加工的基本過(guò)程為：超聲電源將市電（２２０Ｖ／５０ＨＺ）處理成....

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