夾心式彎曲振動(dòng)換能器超聲車削硬脆材料的研究.pdf

1、夾心式彎曲振動(dòng)換能器超聲車削是對(duì)硬脆材料加工行之有效的精密加工方法。相對(duì)于傳統(tǒng)縱振換能器為驅(qū)使的超聲振動(dòng)車削，夾心式彎曲振動(dòng)換能器超聲車削在裝夾難易程度、聲耦合效率以及車削材料尺寸的普遍性都有了質(zhì)的提高。但是由于彎曲振動(dòng)的理論推導(dǎo)較縱振的復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)大功率困難，由此限制了夾心式彎曲振動(dòng)換能器在工程實(shí)際中的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)夾心式彎曲振動(dòng)換能器已經(jīng)提出一些能夠滿足工程應(yīng)用的近似設(shè)計(jì)理論，但是實(shí)際應(yīng)用夾心式彎曲振動(dòng)換能器進(jìn)行車削試驗(yàn)以及

2、生產(chǎn)加工較少。
　　本文以“夾心式彎曲振動(dòng)換能器超聲車削硬脆材料的研究”為課題。完善了夾心式彎曲振動(dòng)換能器的設(shè)計(jì)理論，分析了彎曲振動(dòng)車削硬脆材料的加工機(jī)理并且進(jìn)行了試驗(yàn)研究。目的是為夾心式彎曲振動(dòng)換能器超聲車削硬脆材料提供理論以及應(yīng)用指導(dǎo)，其主要內(nèi)容如下：
　　1.以?shī)A心式彎曲振動(dòng)壓電陶瓷換能器的近似理論為基礎(chǔ)，利用UGNXNASTRAN進(jìn)行初步的模態(tài)分析，再利用ABAQUS進(jìn)行考慮預(yù)緊力的模態(tài)分析結(jié)合阻抗測(cè)試結(jié)果得到夾心式

3、彎曲振動(dòng)換能器的尺寸以及裝配參數(shù)。
　　2.提出工件運(yùn)動(dòng)方向與刀尖振動(dòng)方向共線時(shí)為臨界位置，推導(dǎo)出臨界位置，上偏臨界位置以及下偏臨界位置的刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡以及刀具實(shí)際切削角度的變化。由此認(rèn)為臨界位置是車削硬脆材料的最佳位置，為后續(xù)試驗(yàn)提供理論依據(jù)。
　　3.完成夾心式彎曲振動(dòng)換能器的裝配以及振動(dòng)特性測(cè)試，利用特制的夾具將彎曲振動(dòng)系統(tǒng)裝夾在數(shù)控車床上，完成試驗(yàn)平臺(tái)的搭建。
　　4.在小切深下超聲振動(dòng)車削過程可以看成無數(shù)次剛性