超聲切削振動系統(tǒng)振子性能的研究.pdf

1、隨著科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對各種精密機械零件的加工精度和表面質量的要求越來越高，而利用傳統(tǒng)切削加工方法，效率很低，難以保證高精度的技術要求，有的甚至無法加工，為此出現(xiàn)了超聲振動切削技術，解決傳統(tǒng)切削加工中固有的難題，從而獲得了優(yōu)良的切削效果。
　　超聲振子是超聲振動切削技術的核心，其性能是否良好對切削效果的好壞起到?jīng)Q定性作用。然而目前超聲切削技術還不是很完善，存在著不少問題，如要普及推廣該技術，則必須先掌握超聲振子的性能特點，

2、才能根據(jù)具體的應用對象對其性能進行合理確定或設計，以取得更好的實用效果，因此本文的研究對于超聲振子的精確設計和調試提供可靠的理論依據(jù)，對超聲切削技術的高效利用有著指導意義。
　　本文首先闡述了超聲切削振動系統(tǒng)壓電振子的主要性能指標，對振子性能研究的意義和必要性進行了論述，突出了本文研究內(nèi)容的迫切性。
　　其次，在分析超聲振子的基本原理與結構的基礎上，設計了實驗用的半波長夾心式壓電陶瓷振子，通過采用ANSYS軟件分別對變幅桿及

3、換能器影響振子的性能進行有限元靜、動態(tài)分析。
　　最后通過對超聲切削系統(tǒng)振子運行機理的研究，理論分析了施加預應力的范圍，采用ANSYS軟件分析了螺桿預應力和工具對超聲振子共振頻率和振幅性能的影響。
　　通過阻抗-頻率法對有限元分析結果進行了初步驗證，實驗結果與計算共振頻率基本相符，驗證了有限元分析的正確性，而有限元諧響應分析對具體的設計有實際的指導意義。另外通過水珠霧化實驗觀察振子起振情況，設計的振子振動效果良好，能夠全霧化