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文檔簡介
1、隨著科技發(fā)展,各種特種加工技術已成為制造業(yè)研究的熱點。在功率超聲工藝廣泛應用的背景下,設計出性能優(yōu)良的超聲振動系統(tǒng),可以大大提高其加工效率。為了設計出高性能的超聲振動系統(tǒng),需要在理論分析計算的基礎上借助于有限元軟件進行振動性能分析仿真及優(yōu)化設計。本文的主要內(nèi)容如下:
本文首先概述了超聲加工技術的產(chǎn)生及工藝優(yōu)勢,分析了超聲加工技術、超聲振動系統(tǒng)及超聲輔助加工的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,進而論述了本論文選題依據(jù)及研究意義。
2、 論述了超聲加工、超聲輔助加工的原理、特點,分析了超聲振動系統(tǒng)各組成部分以及其設計的理論基礎,闡述了超聲振動系統(tǒng)的優(yōu)化設計理論。
對超聲振動系統(tǒng)(包括壓電換能器、變幅桿、工具頭)進行ANSYS動力學分析;把ANSYS參數(shù)化優(yōu)化設計方法應用到超聲振動系統(tǒng)的優(yōu)化設計中,論述了ANSYS的參數(shù)化優(yōu)化設計技術對超聲振動系統(tǒng)進行優(yōu)化設計的方法和步驟,并對壓電換能器和帶負載的變幅桿進行了優(yōu)化設計。
完善超聲輔助加工系統(tǒng),
3、采用壓電換能器、數(shù)字超聲發(fā)生器的超聲裝置,可自動反饋、跟蹤超聲振動加工系統(tǒng)的固有頻率變化,保證系統(tǒng)在共振頻率點附近工作;用激光微位移傳感器驗證優(yōu)化前后振動系統(tǒng)振幅變化情況,經(jīng)過優(yōu)化的振動系統(tǒng)可以獲得更大的端面振幅,此后的試驗都是基于優(yōu)化后的振動系統(tǒng)。
應用于超聲微精加工的工具電極尺寸微小,制作精度要求高、難度大,本論文設計需多種截形(軸、微齒輪)電極工具頭,采用平動反拷、套料等微細電火花及精密微細線切割等組合電加工技術,制
4、作各種工具電極,滿足超聲輔助加工試驗要求。在不同材料(硬質(zhì)合金YB151和YG8、單晶硅片、壓電陶瓷)上進行單一微細超聲加工,實驗表明超聲加工是實現(xiàn)非金屬硬脆材料表面微結構加工的一種有效方法,加工硬質(zhì)合金效率較低,電極損耗大,但精度較高。進行多參數(shù)(脈沖電壓、電解方式、振幅等)超聲輔助電解加工對比試驗與分析,實驗結果表明:超聲輔助加工的效率、表面質(zhì)量均優(yōu)于單一超聲加工,且工具電極損耗小,加工表面質(zhì)量好;同步電解加工在保持一定加工效率的基
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