本文關(guān)鍵詞：基于等效阻抗的超聲加工自動進給系統(tǒng)設(shè)計研究

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【摘要】：超聲加工由于其獨特的加工原理和特點,已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和非導(dǎo)電硬脆材料的復(fù)雜形狀的型孔、型腔和成形表面的加工中。超聲加工設(shè)備是影響其加工精度的主要因素,近年來逐漸成為研究熱點。論文針對固結(jié)磨料超聲加工的技術(shù)難點,開展了超聲加工振動系統(tǒng)和自動進給系統(tǒng)的研究。具體研究內(nèi)容如下:1、設(shè)計并制作出固結(jié)磨料超聲加工振動系統(tǒng),主要研究超聲波發(fā)生器的選型方法、夾心式壓電換能器的設(shè)計與匹配、一體化變幅工具桿的設(shè)計與仿真驗證。2、提出了基于等效阻抗的自動進給方法,通過建立壓電換能器的力學(xué)模型,基于力電類比,得出了處于串聯(lián)諧振狀態(tài)下超聲振動系統(tǒng)的等效阻抗與加工力的關(guān)系,進而設(shè)計了基于等效阻抗的自動進給系統(tǒng),設(shè)計了機床結(jié)構(gòu)和控制程序。3、開展了超聲振動系統(tǒng)和基于等效阻抗的自動進給系統(tǒng)的性能測試試驗。主要從諧振頻率和振幅兩個方面,采用激光測振儀測量所開發(fā)的超聲振動系統(tǒng)的振動性能;搭建了阻抗試驗平臺,驗證超聲振動系統(tǒng)的等效阻抗可以反映加工狀態(tài);以恒流源為超聲電源對碳化硅陶瓷進行固結(jié)磨料超聲孔加工試驗,驗證了自動進給系統(tǒng)的實際控制效果。
【關(guān)鍵詞】：固結(jié)磨料超聲加工 超聲振動系統(tǒng) 自動進給系統(tǒng) 串聯(lián)諧振狀態(tài) 等效阻抗 恒流源
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG663
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 本課題研究背景11-15
• 1.1.1 超聲加工技術(shù)的原理11-13
• 1.1.2 超聲加工設(shè)備的組成13-14
• 1.1.3 超聲加工設(shè)備的研究現(xiàn)狀及進展14-15
• 1.2 課題研究目的與內(nèi)容15-16
• 1.3 各章節(jié)內(nèi)容安排16-18
• 第二章 超聲加工振動系統(tǒng)設(shè)計與研制18-41
• 2.1 超聲加工振動系統(tǒng)組成18-24
• 2.1.1 超聲波發(fā)生器19-22
• 2.1.2 超聲換能器22
• 2.1.3 變幅桿22-23
• 2.1.4 工具23-24
• 2.2 壓電換能器設(shè)計與匹配24-33
• 2.2.1 頻率與振幅的選擇24
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)與材料的選擇24-26
• 2.2.3 換能器設(shè)計方法與尺寸計算26-32
• 2.2.4 換能器的研制32
• 2.2.5 換能器的匹配32-33
• 2.3 變幅工具桿設(shè)計與仿真33-40
• 2.3.1 形狀與材料的選擇33-34
• 2.3.2 變幅工具桿設(shè)計方法與尺寸計算34-36
• 2.3.3 變幅工具桿有限元仿真36-40
• 2.3.4 變幅工具桿的研制40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 第三章 基于等效阻抗的超聲加工自動進給設(shè)計41-54
• 3.1 自動進給系統(tǒng)總體設(shè)計41-45
• 3.1.1 自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用41-43
• 3.1.2 自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的技術(shù)要求43
• 3.1.3 自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類43
• 3.1.4 自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成部分43-45
• 3.2 超聲振動系統(tǒng)等效阻抗分析45-51
• 3.2.1 壓電換能器的阻抗特性46-47
• 3.2.2 串聯(lián)諧振等效阻抗分析47-51
• 3.3 基于等效阻抗的超聲加工自動進給設(shè)計51-53
• 3.3.1 機床結(jié)構(gòu)設(shè)計51-52
• 3.3.2 控制程序設(shè)計52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 試驗與結(jié)果分析54-63
• 4.1 振動性能測試54-57
• 4.1.1 振動性能測試裝置54-55
• 4.1.2 振動性能測試結(jié)果與分析55-57
• 4.2 阻抗試驗57-59
• 4.2.1 阻抗試驗裝置57-58
• 4.2.2 阻抗試驗結(jié)果與分析58-59
• 4.3 超聲孔加工試驗59-62
• 4.3.1 超聲孔加工試驗條件59-60
• 4.3.2 超聲孔加工試驗結(jié)果與分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 論文完成的主要工作63-64
• 5.2 后續(xù)工作展望64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 在讀研期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

【參考文獻】

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本文編號：763772