非傳統(tǒng)超聲變幅桿設(shè)計(jì)與試驗(yàn)分析.pdf

1、隨著當(dāng)今航空航天、國(guó)防軍工等尖端科技領(lǐng)域的飛速發(fā)展，我國(guó)的精密超精密制造技術(shù)得到了極大提升，然而異形深腔、大曲率光學(xué)元件、大尺寸深孔等復(fù)合材料構(gòu)件的整體精密制造技術(shù)卻有待提高。超聲輔助加工技術(shù)可以很好彌補(bǔ)傳統(tǒng)精密制造所存在的缺陷，在保證和提高復(fù)合材料零部件加工精度和表面質(zhì)量具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)適用于深腔、硬脆光學(xué)元件、大尺寸深孔加工的超聲振動(dòng)裝置研制也備受關(guān)注。超聲振動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵在于變幅桿設(shè)計(jì)，目前，該系統(tǒng)中非傳統(tǒng)變幅桿的研制未能

2、得到較好的解決，本文針對(duì)該部分難題展開(kāi)如下研究：
　?。?）針對(duì)傳統(tǒng)深腔加工過(guò)程中由于切削力、切削熱過(guò)大而導(dǎo)致其加工精度降低、表面質(zhì)量較差的問(wèn)題，提出一種適用于深腔加工的超聲振動(dòng)系統(tǒng)方案。運(yùn)用全新的分段近似趨近法設(shè)計(jì)了一種適用于深腔加工的超長(zhǎng)指數(shù)過(guò)渡變幅桿；后利用有限元軟件對(duì)該變幅桿進(jìn)行模態(tài)分析，并根據(jù)分析結(jié)果與目標(biāo)要求的偏差對(duì)其部分尺寸進(jìn)行優(yōu)化修整；緊接著采用有限軟件仿真分析了法蘭位置設(shè)置問(wèn)題，并對(duì)優(yōu)化后的變幅桿進(jìn)行阻抗分析和振

3、動(dòng)性能測(cè)試。
　?。?）為保證系統(tǒng)在連續(xù)工作過(guò)程中處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，分別對(duì)系統(tǒng)的工作頻率、運(yùn)行溫度、振動(dòng)效果進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：整個(gè)系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作過(guò)程中，諧振頻率、電流、系統(tǒng)輸出振幅波動(dòng)較小，裝置各個(gè)部分的溫度也都在正常范圍內(nèi)，加工工具末端霧化效果良好。此外，還對(duì)ZTA陶瓷展開(kāi)振動(dòng)磨削，其磨削效果較普通磨削而言表面質(zhì)量更佳。
　　（3）為解決大曲率光學(xué)玻璃曲面研磨問(wèn)題，基于彎曲振動(dòng)理論、耦合振動(dòng)理論和變幅桿設(shè)計(jì)理