【摘要】：硬脆材料憑借其耐磨、耐熱等優(yōu)點,在航空航天領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)加工硬脆材料所帶來的耗時長、成本高等問題制約了硬脆材料的發(fā)展。相比于傳統(tǒng)加工,超聲振動加工技術(shù)是一種復(fù)合加工技術(shù),它是目前加工硬脆材料的一種很有效的方法,具有良好的發(fā)展前景。本文針對超聲振動加工技術(shù)主要研究內(nèi)容如下:(1)從超聲能量定向傳遞的角度出發(fā),分析在無負(fù)載條件下超聲能量在超聲振動系統(tǒng)中的傳遞,得出能量密度與桿件密度、系統(tǒng)固有頻率的平方成正比,在此基礎(chǔ)上對超聲振動結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化;同時對有負(fù)載條件下負(fù)載特性對超聲振動加工的影響進行了分析,得出超聲振動加工的材料不能是顯容或者顯感性質(zhì)。(2)針對傳統(tǒng)電能傳輸?shù)牟槐?研究了非接觸電能系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù),主要包括非接觸電能傳輸?shù)臄?shù)學(xué)模型分析以及匹配網(wǎng)絡(luò)的建立技術(shù)。并綜合傳統(tǒng)非接觸電能傳輸系統(tǒng),對新型非接觸電能傳輸系統(tǒng)進行了仿真研究,分析出磁芯間隙的大小是影響非接觸電能傳遞效率的最大因素。(3)討論了壓電換能器振子的結(jié)構(gòu)設(shè)計和頻率方程,基于四端網(wǎng)絡(luò)理論,推導(dǎo)出復(fù)合變幅桿的尺寸參數(shù),在此基礎(chǔ)上采用有限元仿真技術(shù)進行了驗證。針對傳統(tǒng)工具桿連接的缺點,提出熱縮法連接方式。(4)將本文提出的理論和方法應(yīng)用到了超聲振動鉆削裝置的研制,對裝置進行調(diào)試實驗,實驗結(jié)果表明超聲振動鉆削加工中諧振狀態(tài)良好,軸向力是普通鉆削的1/8-1/6,加工速率是它的三倍以上,達到了預(yù)期要求。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG663
【圖文】：

比較常見的有通用系列和線性系列。其中，通用系列中，有結(jié)構(gòu)最緊湊的逡逑ＵＬＴＲＡＳ０ＮＩＣ１０，入門級的ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ５０和加工經(jīng)濟的ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ７０。線性系列逡逑中，配備統(tǒng)一溫度管理的ＵＬＴＲＡＳ０ＮＩＣ３０占據(jù)重要的地位。如圖１．２、１．３、１．４、逡逑１．邋５所示。逡逑德瑪吉的ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ系列機床主要應(yīng)用于尺寸精度、輪廓精度和表面質(zhì)量逡逑Ｒａ〈邋０．邋１師要求高的領(lǐng)域，超聲加工高性能材料的光學(xué)／鐘表／醫(yī)療器械的逡逑復(fù)雜幾何形狀以及用于高精度模具制造。如圖１．邋６是ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ系列機床超聲逡逑振動加工陶瓷材料的零件。逡逑瞻ｊＱ｜逡逑圖邋１．２邋ＤＭＧ邋ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ邋１０邐圖邋１．３邋ＤＭＧ邋ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ５０逡逑圖邋１．４邋ＤＭＧ邋ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ７０邐圖邋１．５邋ＤＭＧ邋ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ３０逡逑３逡逑

邐碩士學(xué)位論文逡逑幾種優(yōu)化型扭轉(zhuǎn)振動復(fù)合變幅桿的性能［４８’４９１。常用的變幅桿如下圖１．８。逡逑■邋，逡逑．二…：一邋＇＇晷｜咖’逡逑■邋ｌｉＵ邋Ｉ逡逑圖１．８超聲變幅桿逡逑１．３超聲振動加工存在的問題與發(fā)展趨勢逡逑超聲振動加工技術(shù)一般適用于硬脆材料的加工，例如復(fù)合陶瓷，碳化硅，淬逡逑火鋼等等，對于初性高的材料加工效果較差。國內(nèi)目前在超聲振動加工的理論研逡逑宄方面進展很大，有高校己經(jīng)做出單軸超聲振動加工的樣機，但是還沒有形成產(chǎn)逡逑業(yè)化生產(chǎn)，主要受制以下幾個因素。逡逑１．

碩士學(xué)位論文逡逑２超聲振動加工系統(tǒng)的能量傳遞分析技術(shù)逡逑論文的主體技術(shù)框架如圖２．１所示。逡逑：超聲振動加工；逡逑姞“析邐｜？ｆ］逡逑…＿邐釀＿Ｉ邐ｉ邋Ｉ邋‘邋Ｊ：廠‘」：ｆ邋’邋！邋ＩＩ逡逑丨無負(fù)載邐有負(fù)載邐２ｌｆ２邋新型非接逡逑匹配網(wǎng)絡(luò)邋袼５裝置邐復(fù)合變邐基于工逡逑的仿真研邐黑Ｓ邋幅桿的換能器具桿的逡逑邐邋究邐仿真研允四端網(wǎng)的設(shè)計優(yōu)化分逡逑—；￣邐—ｉ邐！—；邐—邐——邐邋絡(luò)參數(shù)邐析技術(shù)逡逑換能邐變幅丨邐丨｜｜逡逑綦的邐桿的；邐丨加工逡逑能量邐能量：邐丨＝邐適用逡逑傳遞邐傳遞邐丨范圍逡逑分析邐分析丨邐：ｉｆ逡逑…邐Ｌ邐＿＿＿＿＿逡逑圖２．１超聲振動加工技術(shù)的主體框架逡逑２．１超聲振動加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和作用逡逑超聲振動加工系統(tǒng)由換能器，變幅桿和負(fù)載組成，超聲能量在各個環(huán)節(jié)都應(yīng)逡逑盡可能減少能量的損耗，使得工具端面擁有較高的位移速度或者位移振幅［５（）］�，F(xiàn)逡逑在的換能器振子，無論是磁致伸縮式還是壓電陶瓷式，當(dāng)處于諧振狀態(tài)時，換能逡逑器振子前端端面的振動速度或者位移振幅都很小。因此需要在換能器振子的前端逡逑面加一級變幅桿，當(dāng)要求振幅很大時，加兩級變幅桿，直到滿足加工的需求。如逡逑圖２．２所示，是超聲振動加工系統(tǒng)示意圖。逡逑ｎｎ卜邋卜逡逑后匹配塊電極壓電陶瓷片前匹配塊邐變幅桿邐工具桿逡逑圖２．２超聲振動系統(tǒng)示意圖逡逑超聲振動加工系統(tǒng)實際上就是一個能量傳遞系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中換能器的作逡逑用就是將電能轉(zhuǎn)換成聲能，根據(jù)超聲振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將能量傳輸?shù)焦ぞ叨说亩嗣妗ｅ义蠌南到y(tǒng)整個能量轉(zhuǎn)換角度可以看出

【參考文獻】

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本文編號：2800948