超聲磨削加工諧振系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、超聲磨削加工是一種將超聲磨削加工和傳統(tǒng)機械加工相結合的復合加工方法。研究表明，超聲磨削加工是加工難加工材料的一種有效方法。陶瓷、玻璃等硬脆材料因其具有高強度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)良性能已被廣泛應用于機械、電子、航空、汽車等領域。然而，正是這些優(yōu)良特性使得其加工難度大、效率低而且成本高，因此這些材料的廣泛應用受到了限制。隨著科學技術的發(fā)展，特種加工應運而生，并且得到了迅速發(fā)展。超聲磨削加工作為特種加工的一種，已經(jīng)成為加工陶瓷等硬脆材

2、料的有效方法，目前對它的應用越來越廣泛。 在查閱了國內(nèi)外相關文獻資料并進行詳細綜述分析的基礎上，介紹了超聲磨削加工諧振系統(tǒng)的結構特點和工作原理。通過對超聲磨削加工專用機床的分析與研究，確定了本課題所研究超聲磨削加工諧振系統(tǒng)結構。選定了超聲磨削加工諧振系統(tǒng)中的超聲換能器，變幅桿的材料和類型以及介紹了工具的設計方法和理論。而且，對變幅桿分別從聲學角度和波動方程角度來進行理論分析設計，從而設計出具有指數(shù)形過渡段復合形變幅桿和帶有負載的

3、錐形變幅桿。通過運用ANSYS軟件，分析所設計的超聲變幅桿在工作頻率時的振型圖及節(jié)點位移的觀測，可以直觀的驗證設計的合理性。運用有限元法對變幅桿進行動力學分析，確定它的固有頻率以及在這個頻率下的諧響應狀態(tài)，求得不同截面處的位移，在得到自由端面的位移值時，就能夠確定位移放大比。根據(jù)對變幅桿在工作中的放大要求，對變幅桿進行最佳的形狀選擇，顯現(xiàn)了其較好的效率和良好的適用性，為我們分析、校驗、設計變幅桿提供了一種重要的途徑。本課題還提出了超聲磨