超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)銑孔裝置的研究.pdf

1、在航空航天結(jié)構(gòu)中，復(fù)合材料、鈦合金、陶瓷材料等因其優(yōu)越的性能被廣泛使用。在結(jié)構(gòu)裝配過(guò)程中，需要在零件上加工大量的連接孔。傳統(tǒng)的孔加工工藝針對(duì)這些難加工材料，加工質(zhì)量難以達(dá)到要求。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外將螺旋銑孔技術(shù)應(yīng)用到難加工材料的孔加工上，并獲得了較好的加工效果。為了進(jìn)一步提高在難加工材料上制孔的精度和效率，本課題將超聲振動(dòng)切削技術(shù)應(yīng)用在螺旋銑孔中，形成縱扭復(fù)合振動(dòng)銑孔這一加工方法。通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，研究了其切削過(guò)程的特點(diǎn)。并對(duì)縱扭復(fù)合振動(dòng)的裝置

2、進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文首先建立了縱扭復(fù)合振動(dòng)銑孔的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，仿真分析了刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，以及振動(dòng)參數(shù)對(duì)刀尖軌跡形狀的影響。根據(jù)切削軌跡的特征，分析了縱扭復(fù)合振動(dòng)銑削的過(guò)程，建立了切削厚度和切削時(shí)間比的數(shù)學(xué)模型，并研究了切削參數(shù)和振動(dòng)參數(shù)對(duì)它們的影響規(guī)律，為選擇合適的加工參數(shù)提供了理論依據(jù)。
　　基于縱扭復(fù)合振動(dòng)銑孔的理論分析，設(shè)計(jì)超聲縱扭復(fù)合振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。首先，根據(jù)一維縱振換能器和變幅桿的理論計(jì)算模型，

3、設(shè)計(jì)了一維超聲縱振系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在一維縱振結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了帶斜槽的縱扭復(fù)合振動(dòng)變幅桿，并從理論上分析了該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱扭復(fù)合振動(dòng)的原因。
　　為了得到滿(mǎn)足振動(dòng)參數(shù)的縱扭復(fù)合振動(dòng)變幅桿，用有限元方法對(duì)變幅桿的振動(dòng)特性進(jìn)行了分析，根據(jù)分析結(jié)果研究了變幅桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其縱扭振型固有頻率的影響規(guī)律以及螺旋槽的角度對(duì)振幅的影響規(guī)律。最后，對(duì)變幅桿結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)的縱扭振動(dòng)頻率更接近設(shè)計(jì)值。
　　考慮實(shí)際應(yīng)用中