難加工零件精密超聲及復合電解加工工藝設計與應用研究.pdf

1、分類號!魚魚魚UDC621埸H1大季YANGZHOUUNIVERSITY碩士學位論文(全日制專業(yè)學位)學密號MZl5Q壘2壘級公開難加工零件精密超聲及復合電解加工工藝設計與應用研究孫繼欣指導教師姓名：盎壅堡塾撞：塹劌盤鱟：望菱揚劌：22主QQ窆張俊高工申請學位級別：王堡塑學科專業(yè)名稱：墊越王堡論文提交日期：2Q!墨生壘旦論文答辯日期：2Q!墨生魚旦學位授予單位：揚劌盤鱟學位授予日期：2Q!墨生魚旦答辯委員會主席：周璧塾撞2018年6月摘

2、要隨著科技的發(fā)展進步，高新技術產品日益趨向于精密、小型化，且向難加工材料、異型面方向發(fā)展，因而難加零件的加工問題己成為機械制造業(yè)的技術難題與重要研究熱點。傳統(tǒng)機械加工方法(車削、銑削、磨削、刨削等)己無法滿足難加工零件的加工要求，而主要采用非機械能(電、光、熱、聲、化學等能量)進行加工的特種加工新技術(放電、電解、超聲、激光加工等技術)，具有“以柔克剛”及“拷貝式成形”的加工特性，非常適合于這類零件的精密加工。本文進行難加工零件的超聲、

3、超聲復合機械、超聲復合電解精密加工技術研究，進行各相關技術工藝設計與試驗，為這類零部件的加工制造尋求一種有效方法。本文分析了國內外超聲及其復合加工技術的研究、發(fā)展及應用現(xiàn)狀，在探討精密超聲及其復合電解加工技術的工藝特點與技術優(yōu)勢基礎上，根據超聲振動理論及超聲加工技術要求，設計、選購頻率范圍合理，具有頻率自動反饋及跟綜的數字式超聲波發(fā)生器，設計、研制精密超聲及超聲復合加工所須的壓電式換能器、振幅擴大棒(變幅桿)。運用ANSYS有限元分析軟

4、件，運用強大的多物理場耦合模塊——壓電耦合分析模塊，分析研究壓電換能器的動力學特性；對采用指數及階梯形變幅桿的超聲振動系統(tǒng)進行動力學特性分析，從ANSYS后處理中得到位移節(jié)點、應力極大點和振動系統(tǒng)工具電極端面的振幅等參數，并將參數分析值與理論計算值相比較，證明指數形變幅桿超聲振動系統(tǒng)吻合度最高；對指數形超聲振動系統(tǒng)進行優(yōu)化，根據優(yōu)化數據研制完善超聲振動裝置；利用高精度激光位移傳感器檢測超聲振動系統(tǒng)工具電極端面振幅，并與有限元分析結果對比

5、，驗證研制的超聲振動系統(tǒng)可很好滿足精密超聲及復合電解加工的技術要求。構建、完善精密超聲及超聲復合電解加工系統(tǒng)，制作試驗所需的多種截面的工具電極，進行多種微精結構的精密超聲及其復合電解加工的工藝設計，進行硬脆PZT陶瓷材料的單一超聲加工試驗，驗證加工系統(tǒng)的工作可靠性，并探討材料機械特性對材料去除效率的影響規(guī)律；進行精密超聲復合電解加工基礎試驗，得出不同加工參數對材料去除率的影響規(guī)律，驗證脈沖電解加工材料去除效率模型的有效性；通過單超聲與超

6、聲復合電解加工對比試驗，探討超聲加工、超聲復合電解加工、超聲復合脈沖電解加工三者之間材料去除率與各能量作用關系。對PZT陶瓷及不銹鋼材料進行機械鉆削與附加旋轉超聲后的試驗對比，試驗證明：附加旋轉超聲后加工效率得到顯著提高，且隨超聲振幅的增加而增大；利用超聲及超聲復合電解組合加工方法，進行壓電器件精密加工，加工效率、精度及合格率均較機械鉆削有大幅提高，且加工件得到成功應用，驗證此組合超聲加工方法的技術優(yōu)勢。論文對超聲復合電解加工振動系統(tǒng)研