超聲波分層銑削設(shè)備設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、分類號(hào)：TP273密級(jí)：山東理工大學(xué)山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文超聲波分層銑削設(shè)備設(shè)計(jì)與研究超聲波分層銑削設(shè)備設(shè)計(jì)與研究UltrasoniclayeredMillingEquipmentDesignResearch研究生：張銘霞張銘霞指導(dǎo)教師：趙國勇趙國勇協(xié)助指導(dǎo)教師：申請(qǐng)學(xué)位門類級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱：機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程研究方向：數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)論文完成日期：2010年4月18日單位代碼：10433學(xué)號(hào)：YFZ06001068山

2、東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要摘要超聲波加工(USM)可以加工任意復(fù)雜的三維型腔，是解決陶瓷材料加工難題的很具潛力的加工方法之一。傳統(tǒng)超聲波加工三維型腔工件時(shí)工具磨損嚴(yán)重，成型精度差，因而研究可以利用簡(jiǎn)單工具超聲波分層銑削來加工三維陶瓷工件。本課題仿照傳統(tǒng)的銑削加工，基于快速原型制造分層制造的思想，并且結(jié)合超聲旋轉(zhuǎn)加工的優(yōu)點(diǎn)來進(jìn)行的。那樣采用形狀簡(jiǎn)單的工具，依靠機(jī)床的成型運(yùn)動(dòng)來加工復(fù)雜的三維型面，制造工具時(shí)會(huì)大大簡(jiǎn)化，超聲波加工技術(shù)將會(huì)

3、產(chǎn)生重大突破，工程陶瓷材料的應(yīng)用范圍也會(huì)得到拓展。將快速原型制造中的分層制造概念用于三維形狀工件的超聲波加工中，把復(fù)雜的三維曲面加工變成二維平面分層去除加工，將復(fù)雜的工具形狀補(bǔ)償問題變成簡(jiǎn)單的工具軸向補(bǔ)償問題。論文分析了超聲波加工的基本原理、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，研究了傳統(tǒng)超聲波加工材料去除機(jī)理、超聲波分層銑削加工機(jī)理。設(shè)計(jì)了超聲波分層銑削設(shè)備機(jī)械部分：設(shè)計(jì)了超聲波分層銑削設(shè)備主軸部分，超聲波分層銑削設(shè)備X、Y、Z向進(jìn)給傳動(dòng)部分，設(shè)計(jì)了Z向自

4、鎖機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式超聲波發(fā)生裝置，磨料循環(huán)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了超聲波分層銑削設(shè)備數(shù)控部分：設(shè)計(jì)了整體CNC方案，運(yùn)用SEEDDEC2812伺服電機(jī)控制卡實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向伺服電機(jī)的控制，使用GZB2型電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器和SY2型應(yīng)變式傳感器前置放大器實(shí)現(xiàn)Z向壓力的實(shí)時(shí)檢測(cè)、傳輸，使用PCL816H數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和處理。詳細(xì)研究了該數(shù)控設(shè)備中二維NURBS插補(bǔ)方法，采用二階泰勒展開方法求各插補(bǔ)周期的節(jié)點(diǎn)參數(shù)。該方法比線性插補(bǔ)精度更高，速度更快，插