超聲橢圓振動(dòng)切削（Ultrasonic Elliptical Vibration Cutting,UEVC）中刀尖橢圓軌跡被認(rèn)為是影響切屑與表面粗糙度的重要因素之一,決定加工表面質(zhì)量的好壞。然而,現(xiàn)階段刀尖橢圓軌跡控制和切削機(jī)理的研究尚未成熟。盡管國內(nèi)外許多學(xué)者相繼設(shè)計(jì)UEVC裝置研究激振頻率、振幅等引起的刀尖橢圓軌跡變化對(duì)切削的影響,但是這些UEVC裝置多采用剛性連接,造成雙路耦合效率低;同時(shí)裝置較少采用正交設(shè)計(jì),較難控制刀尖橢圓軌跡且激振頻率主要集中在60KHz以下。綜上所述,開發(fā)一套60KHz以上激振頻率的正交且柔性輸出UEVC裝置,實(shí)現(xiàn)較大振幅和易于控制的刀尖橢圓軌跡,并進(jìn)行刀尖橢圓振動(dòng)軌跡變化的切削實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。本文主要研究內(nèi)容如下:（1）基于導(dǎo)波傳輸技術(shù)研究柔性導(dǎo)波帶的純正交UEVC裝置。通過動(dòng)力學(xué)原理建立柔性導(dǎo)波帶的動(dòng)力響應(yīng)模型,分析橫向和縱向?qū)Р◣д恍盘?hào)傳輸?shù)鸟詈蠙C(jī)理;同時(shí)深入探討多股小橫截面組成的導(dǎo)波帶組與單股橫截面相同導(dǎo)波帶的頻率阻抗特性。研究表明正交的柔性導(dǎo)波帶可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)相互獨(dú)立傳輸,具有較強(qiáng)的負(fù)載解耦能力;相對(duì)單股橫截面相同的導(dǎo)波帶,采用多股導(dǎo)波帶組... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.1 超聲橢圓振動(dòng)裝置的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 橢圓軌跡控制的研究現(xiàn)狀
    1.3 現(xiàn)有研究的不足
    1.4 本文課題來源及研究內(nèi)容
        1.4.1 本文研究內(nèi)容
        1.4.2 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 二維純正交橢圓振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 導(dǎo)波帶正交耦合機(jī)理分析
        2.1.1 導(dǎo)波帶彎曲振動(dòng)對(duì)縱向振動(dòng)的影響
        2.1.2 圓柱型導(dǎo)波帶直徑對(duì)系統(tǒng)阻抗的影響
        2.1.3 板狀型導(dǎo)波帶厚度對(duì)系統(tǒng)阻抗的影響
    2.2 橢圓振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化
        2.2.1 換能器及導(dǎo)波帶設(shè)計(jì)
        2.2.2 工具頭和刀具座設(shè)計(jì)
        2.2.3 換能器及導(dǎo)波帶模態(tài)分析
        2.2.4 工具頭和刀具座模態(tài)分析
        2.2.5 橢圓振動(dòng)系統(tǒng)諧響應(yīng)分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 刀尖橢圓軌跡偏轉(zhuǎn)模型及有限元切削建立
    3.1 刀尖橢圓軌跡偏轉(zhuǎn)模型
        3.1.1 變相位差刀尖橢圓軌跡
        3.1.2 變轉(zhuǎn)角刀尖橢圓軌跡
        3.1.3 刀尖橢圓軌跡殘余高度分析
    3.2 刀尖橢圓軌跡偏轉(zhuǎn)有限元切削仿真
        3.2.1 有限元切削模型建立
        3.2.2 變相位差刀尖橢圓軌跡切削力與溫度分析
        3.2.3 變相位差刀尖橢圓軌跡切屑及表面形貌分析
        3.2.4 變轉(zhuǎn)角刀尖橢圓軌跡切削力與溫度分析
        3.2.5 變轉(zhuǎn)角刀尖橢圓軌跡切屑及表面形貌分析
    3.3 超聲橢圓振動(dòng)與常規(guī)切削有限元對(duì)比
        3.3.1 切削力分析
        3.3.2 刀具溫度分析
        3.3.3 切屑及表面形貌
    3.4 超聲橢圓振動(dòng)應(yīng)力分析
        3.4.1 超聲橢圓振動(dòng)不同參數(shù)的等效應(yīng)力分析
        3.4.2 超聲橢圓振動(dòng)不同參數(shù)的剪切應(yīng)力分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 二維純正交橢圓振動(dòng)系統(tǒng)性能測試
    4.1 橢圓振動(dòng)系統(tǒng)阻抗分析
    4.2 橢圓振動(dòng)系統(tǒng)工作溫度檢測
    4.3 基于變相位差刀尖橢圓軌跡偏轉(zhuǎn)檢測
    4.4 本章小結(jié)
第5章 橢圓振動(dòng)切削實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 切削實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及檢測儀器
        5.1.1 機(jī)床及工作原理
        5.1.2 刀具
        5.1.3 工件
        5.1.4 雙通道超聲電源和表面檢測設(shè)備
    5.2 基于變相位差刀尖橢圓軌跡偏轉(zhuǎn)切削實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 切屑形貌對(duì)比
        5.2.2 加工平面形貌和表面粗糙度對(duì)比
    5.3 超聲橢圓振動(dòng)與常規(guī)加工實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 切削深度對(duì)表面粗糙度的影響
        5.3.2 切削速度對(duì)表面粗糙度的影響
        5.3.3 軌跡法加工平面
    5.4 微棱鏡微結(jié)構(gòu)加工實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 基于切削實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的對(duì)刀方法
        5.4.2 基于切削實(shí)驗(yàn)平臺(tái)V槽加工
        5.4.3 基于超精密機(jī)床微棱鏡的超聲橢圓振動(dòng)與常規(guī)加工
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間科研成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲橢圓振動(dòng)切削軌跡變化對(duì)表面形貌的影響[J]. 江禹安,皮鈞,楊光,姜濤,沈志煌.  兵工學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]超聲橢圓振動(dòng)切削鈦合金切削力特性研究[J]. 童景琳,衛(wèi)官.  振動(dòng)與沖擊. 2019(09)
[3]基于Deform 2D的橢圓振動(dòng)切削仿真研究[J]. 馬偉,周曉勤,謝雪范,李國發(fā).  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2019(01)
[4]利用導(dǎo)波傳輸實(shí)現(xiàn)二維高頻超聲振動(dòng)[J]. 黃志鵬,皮鈞,楊光.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2019(02)
[5]變幅桿彎曲振動(dòng)頻率的計(jì)算及分析[J]. 蒙永紅,賀西平,崔曉娟,衛(wèi)相潤.  電加工與模具. 2018(02)
[6]大尺寸復(fù)合變幅桿的設(shè)計(jì)及振動(dòng)特性[J]. 張寧寧.  紡織高校基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]基于有限元的單激勵(lì)超聲橢圓振動(dòng)切削裝置特性研究[J]. 殷振,傅玉燦,李華,曹自洋,陳玉榮.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(06)
[8]超聲振動(dòng)和切削液聯(lián)合作用下的刀刃非物理銳化[J]. 楊光,皮鈞,劉中生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[9]光學(xué)薄膜微細(xì)結(jié)構(gòu)制造方法新進(jìn)展[J]. 易培云,彭林法,來新民.  科學(xué)通報(bào). 2015(Z2)
[10]超聲振動(dòng)切削對(duì)耦合顫振的影響[J]. 隋翯,張德遠(yuǎn),陳華偉,張翔宇.  航空學(xué)報(bào). 2016(05)

博士論文
[1]鈦合金超精切削金剛石刀具磨損及其超聲振動(dòng)抑制的研究[D]. 胡林華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]三維橢圓振動(dòng)輔助切削裝置及控制的研究[D]. 盧明明.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]導(dǎo)波傳輸二維振動(dòng)切削研究[D]. 黃志鵬.集美大學(xué) 2018
[2]基于有限元的雙激勵(lì)二維超聲振動(dòng)切削裝置設(shè)計(jì)[D]. 劉匯清.集美大學(xué) 2018
[3]碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料超聲振動(dòng)輔助切削仿真研究[D]. 李翔.南昌航空大學(xué) 2015
[4]基于微棱鏡的反光結(jié)構(gòu)及反光膜原始模超聲加工研究[D]. 商開.集美大學(xué) 2014
[5]一種三維橢圓振動(dòng)切削裝置的研制[D]. 劉培會(huì).吉林大學(xué) 2013
[6]一種三維橢圓振動(dòng)金剛石切削裝置的研制[D]. 王剛.吉林大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3720707