發(fā)布時間：2017-08-19 13:14

  本文關(guān)鍵詞：可更換刀具超聲波切割主軸的研制

  更多相關(guān)文章： NOMEX蜂窩材料 超聲波切割主軸 自動換刀 聲學(xué)系統(tǒng) 模態(tài)分析

【摘要】：NOMEX蜂窩材料作為一種優(yōu)異的復(fù)合材料，在航天航空、汽車以及建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的高速銑削加工效率低，工件表面質(zhì)量差，加工粉塵多，環(huán)境和人生安全都得不到保障。如何提高蜂窩材料的加工效率，改善加工環(huán)境；如何滿足零件的復(fù)雜化和巨型化發(fā)展趨勢的加工要求，一直困擾著各大制造商。 針對以上問題，將超聲波切割技術(shù)引入到NOMEX蜂窩材料加工領(lǐng)域，研制出適用于加工NOMEX蜂窩材料所使用的超聲波切割主軸，主要內(nèi)容分為以下七個部分： 第一章，介紹了NOMEX蜂窩材料的結(jié)構(gòu)特點和性能，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及超聲波切割技術(shù)等三方面的內(nèi)容。 第二章，，從分析現(xiàn)有的超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，結(jié)合超聲切割的基本原理，研制了一套新型的可自動更換刀具的超聲波切割主軸，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了兩套適用于不同場合的刀具自動更換裝置。 第三章，分析數(shù)控機床五軸聯(lián)動技術(shù)的工作原理和特性，將超聲波切割主軸與A/C軸雙擺角銑刀頭組合起來，實現(xiàn)超聲波切割主軸的多軸擺動，滿足零件復(fù)雜化發(fā)展趨勢的要求。 第四章，根據(jù)超聲加工的基本原理和超聲波切割技術(shù)的特點，對新型的超聲波切割主軸的核心部件超聲波聲學(xué)系統(tǒng)進行了設(shè)計：運用夾芯式壓電換能器的頻率方程，分析計算出了工作頻率20kHz的夾芯式壓電換能器的結(jié)構(gòu)尺寸；結(jié)合解析法和四端網(wǎng)絡(luò)法分析計算出了工作頻率20kHz的圓錐過渡段階梯形復(fù)合變幅桿的外形尺寸；結(jié)合NOMEX蜂窩材料結(jié)構(gòu)特性，設(shè)計了兩款適用于不同工況的切割刀具。 第五章，借助于有限元分析軟件ANSYS Workbench，分析了兩套不同的超聲波聲學(xué)系統(tǒng)的變形和模態(tài)性能，為超聲波切割主軸的理論研究以及產(chǎn)品開發(fā)提供理論依據(jù)。 第六章，利用激光位移傳感器對刀具振幅進行了測量，實驗結(jié)果表明，刀具在超聲振動作用下最大振幅為0.035mm，且分布在刀具最外沿；利用紅外線溫度測量儀對超聲波切割主軸在工作過程中的溫度進行了測量，實驗結(jié)果表明，超聲波切割主軸工作過程中溫度變化穩(wěn)定，沒有明顯升溫趨勢；利用超聲波切割主軸進行了大量的切割實驗，取切屑進行分析，結(jié)果表明，切屑表面光滑，沒有毛刺，形體連續(xù)完整，滿足加工要求。 第七章，總結(jié)論文的主要研究內(nèi)容，對NOMEX蜂窩材料的超聲波切割主軸的進一步研究工作進行了探討和展望。
【關(guān)鍵詞】：NOMEX蜂窩材料 超聲波切割主軸 自動換刀 聲學(xué)系統(tǒng) 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG663
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 NOMEX 蜂窩材料10-13
• 1.1.1 NOMEX 蜂窩材料結(jié)構(gòu)及特點10-11
• 1.1.2 NOMEX 蜂窩材料的應(yīng)用及發(fā)展11-13
• 1.2 NOMEX 蜂窩材料的加工方法及研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 NOMEX 蜂窩材料加工方法13-14
• 1.2.2 NOMEX 蜂窩材料研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 超聲波切割研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 超聲波切割技術(shù)16-17
• 1.3.2 超聲波切割主軸研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文研究意義和內(nèi)容18-20
• 1.4.1 論文研究意義和目的18
• 1.4.2 論文主要內(nèi)容18-20
• 第2章 可更換刀具超聲波切割主軸總體設(shè)計20-33
• 2.1 現(xiàn)有超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 可更換超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計21-27
• 2.2.1 可更換超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2.2 電機選擇24
• 2.2.3 主軸軸承24-26
• 2.2.4 集流環(huán)26-27
• 2.3 聲學(xué)系統(tǒng)自動更換裝置27-31
• 2.3.1 基于電機控制的刀具自動更換裝置27-29
• 2.3.2 基于氣動控制的刀具自動更換裝置29-31
• 2.4 超聲波發(fā)生器31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 刀具擺動裝置33-39
• 3.1 五軸聯(lián)動33-34
• 3.2 五軸銑削的基本原理34-36
• 3.3 刀具擺動裝置與超聲波切割主軸36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 可更換刀具超聲波切割聲學(xué)系統(tǒng)設(shè)計39-56
• 4.1 縱向振動夾芯式壓電換能器39-45
• 4.1.1 壓電效應(yīng)與壓電材料40-41
• 4.1.2 夾芯式壓電換能器的頻率方程41-45
• 4.2 變幅桿45-53
• 4.2.1 單一變幅桿45-47
• 4.2.2 復(fù)合變幅桿47-49
• 4.2.3 圓錐過渡段階梯形復(fù)合變幅桿49-53
• 4.3 刀具53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 聲學(xué)系統(tǒng)的有限元分析56-69
• 5.1 圓錐過渡段階梯形復(fù)合變幅桿模態(tài)分析56-59
• 5.2 聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析59-68
• 5.2.1 圓形刀聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析59-64
• 5.2.2 尖形切割刀聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析64-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 超聲波切割實驗69-75
• 6.1 超聲波切割刀具振幅檢測69-71
• 6.2 超聲波切割實驗71-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 第7章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 回顧與總結(jié)75-76
• 7.2 今后工作展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 附錄82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張小珍,李勇,宋桂枝,隋廣中,王運利;溫度對Nomex蜂窩壓縮和剪切強度影響[J];材料工程;1993年10期

2 李勇;Nomex蜂窩在俄羅斯航空領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用[J];材料工程;1995年04期

3 黃鈞銘;孫茂健;朱敏英;王思源;王典新;;蜂窩結(jié)構(gòu)材料用國產(chǎn)芳綸紙性能分析[J];高科技纖維與應(yīng)用;2008年06期

4 許潮華 ,張小珍 ,宋桂枝;新型Nomex蜂窩芯材及其制造[J];航空材料;1984年05期

5 李勇;直九機用Nomex蜂窩研究[J];航空材料學(xué)報;1996年01期

6 李志強,樊銳,陳五一,陳鼎昌;纖維增強復(fù)合材料的機械加工技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2003年12期

7 高軍;崔巍;;超聲切割技術(shù)在復(fù)合材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2008年04期

8 馬立;魯烈峰;白仲安;李碩;;芳綸纖維增強復(fù)合材料的機械加工[J];航天制造技術(shù);2007年06期

9 李貴花;張向慧;傅水根;左晶;高炬;;基于四端網(wǎng)絡(luò)法的指數(shù)形超聲換能器性能分析[J];機械設(shè)計與研究;2010年03期

10 原豐霞,張慧君,朱國良;基于ANSYS的超聲變幅桿的優(yōu)化設(shè)計[J];機械工程師;2004年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟黎清;飛機蜂窩結(jié)構(gòu)動態(tài)沖擊下的破壞機理及吸收能量分配機制[D];太原理工大學(xué);2011年

本文編號：700902