隨著硬脆材料在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用,超聲加工作為公認比較合適的加工方式也得到了比較多的發(fā)展。在和傳統(tǒng)加工方式的對比中,超聲加工在精度、工具壽命、工件表面光潔度等方面展現(xiàn)了比較明顯的優(yōu)勢。在旋轉(zhuǎn)超聲加工中,初始的超聲振幅對加工效果有著重要的影響。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)超聲加工中,常用人工測試的方法對超聲換能器的振幅進行標(biāo)定,而在復(fù)雜的現(xiàn)場加工環(huán)境中,溫度、濕度、加工時的沖擊力對超聲換能器核心材料壓電陶瓷產(chǎn)生非常大的影響,進而會導(dǎo)致之前人工標(biāo)定的關(guān)系不準(zhǔn)確影響振幅輸出的一致性。在現(xiàn)場加工時,現(xiàn)場操作人員安裝工具頭的隨意性、工具頭不同的伸出長度等都會導(dǎo)致超聲換能器的振幅不一致進而導(dǎo)致加工效果不穩(wěn)定。旋轉(zhuǎn)超聲加工間歇性的加工方式,也對每次啟動時振幅輸出的一致性提出了較高的要求。本文參照旋轉(zhuǎn)超聲加工系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用現(xiàn)狀,就目前旋轉(zhuǎn)超聲加工所存在的問題,設(shè)計了基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的改進型超聲加工系統(tǒng)。根據(jù)超聲換能器振動特性,建立了換能器振動能量的模型并分析了超聲振動能量和超聲振幅之間的關(guān)系。同時根據(jù)力、電、聲類比等效原理,建立了換能器振幅模型,得到了換能器輸出振幅與換能器材料、尺寸等參數(shù)以及驅(qū)動電流的關(guān)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硬脆材料

a) DMG 機床 b)臺灣丸榮超聲裝置圖 1-2 超聲加工裝置在國外，超聲加工技術(shù)在理論和實際工程應(yīng)用中都處在領(lǐng)先的地位。德瑪吉公司所研制超聲加工機床已經(jīng)在工業(yè)界推廣多年，具有較高的水平，其采用根據(jù)加工方式不同進行相應(yīng)超聲能量調(diào)整的策略[12]。在超聲加工理論方面，德國帕德博恩大學(xué)提出了一種新型的 LLCC-PWM 型逆變驅(qū)動大功率壓電陶瓷制動器的電源設(shè)計方案，使得振幅輸出更加平滑，并且可以輸出較大的超聲能量13]。俄羅斯的 Babitsky 教授針對超聲加工切削控制，提出了在線監(jiān)測與智能算法結(jié)合的方法對超聲能量進行監(jiān)測和控制[14]。Unyanin 針對超聲加工過程徑向和切向磨削力進行分析，在超聲振動幅度和頻率方面確定磨粒在工件中的加工深度[15]。Saffar 等人針對溫度對換能器輸出振幅的影響進行了分析，驗證了不同溫度下?lián)Q能器輸出振幅不同[16]。Harada 和 Sasahara 針對超聲振幅即超聲能量的大小對切削工件表面有著重要的作用，并且分析了在進行超聲加工時振幅即能量對于工件表面切削力的作用[17]。Saleem 等人針對超聲振幅輸出的非線性提出了高頻滑膜控制器，并使用仿真驗證了該控制器的有效性，但是并沒有在實

圖 2-8 直徑為 6mm 的工具磨頭器特性參數(shù)的影響壓電陶瓷組成，而壓電陶瓷的性、空氣成分、壓力、電場、輻射中保持換能器的特性穩(wěn)定或如何際超聲的穩(wěn)定輸出有著比較大的同等環(huán)境下的時移測量，觀察隨幅是如何變化的。錄兩個時間節(jié)點的換能器特性 2-2 不同時間節(jié)點下?lián)Q能器特性參頻率FS(kHz)阻抗 R1(ohm)靜態(tài)電容C0(nF)24.556 1740.72 20.62

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硬脆材料旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 馮平法,王健健,張建富,吳志軍.  機械工程學(xué)報. 2017(19)
[2]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超聲加工振幅的在線監(jiān)測[J]. 邢秀琴,葉志忠,吉科峰,祝錫晶.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2014(08)
[3]旋轉(zhuǎn)超聲加工振幅與實際切削深度特性研究[J]. 張承龍,馮平法,吳志軍.  兵工學(xué)報. 2013(07)
[4]旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)研究進展[J]. 鄭書友,馮平法,徐西鵬.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(11)
[5]超聲加工技術(shù)的發(fā)展及其在航空航天制造中的應(yīng)用潛能[J]. 鄭書友,馮平法,吳志軍,郁鼎文.  航空制造技術(shù). 2009(13)
[6]功率超聲振動系統(tǒng)的研究進展[J]. 林書玉.  應(yīng)用聲學(xué). 2009(01)
[7]二端口網(wǎng)絡(luò)在功率超聲設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 鄭書友,徐西鵬.  聲學(xué)技術(shù). 2007(03)
[8]功率超聲技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用進展[J]. 王應(yīng)彪,劉傳紹,趙波.  機械研究與應(yīng)用. 2006(04)
[9]功率超聲技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其最新進展[J]. 林書玉.  陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2001(01)
[10]程控超聲加工電源的頻率跟蹤和恒幅控制[J]. 劉殿通,于思遠,劉金華,劉文芝,陳錫讓.  電加工與模具. 2000(02)

博士論文
[1]超聲輔助加工系統(tǒng)研發(fā)及其在復(fù)合材料加工中的應(yīng)用[D]. 馬付建.大連理工大學(xué) 2013
[2]超聲波在鍵合換能系統(tǒng)接觸界面的非線性傳播機理研究[D]. 李戰(zhàn)慧.中南大學(xué) 2010
[3]旋轉(zhuǎn)超聲加工機床的研制及實驗研究[D]. 鄭書友.華僑大學(xué) 2008
[4]塑性材料超聲振動精密切削技術(shù)的研究[D]. 楊亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]硬脆材料超聲加工裝置及實驗研究[D]. 于洋洪.浙江大學(xué) 2016
[2]負載條件下超聲加工振動能量控制研究[D]. 趙楊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]超聲換能系統(tǒng)的動態(tài)匹配研究[D]. 楊芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鋰電池劣化程度的預(yù)測研究[D]. 石春源.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[5]引線鍵合變頻式超聲波發(fā)生器的研究與設(shè)計[D]. 嚴勇文.中南大學(xué) 2008
[6]超聲變幅桿的參數(shù)計算及有限元分析[D]. 黃霞春.湘潭大學(xué) 2007



本文編號：3398488