超聲磨削加工諧振系統(tǒng)設(shè)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(jié)合的復(fù)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(yīng)用于機械、電子、航空、汽車等領(lǐng)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(yīng)用受到了限制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特種加工應(yīng)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(yīng)用越來越廣泛。 在查閱了國內(nèi)外相關(guān)文獻資料并進行詳細綜述分析的基礎(chǔ)上，介紹了超聲磨削加工諧振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(shè)計方法和理論。而且，對變幅桿分別從聲學(xué)角度和波動方程角度來進行理論分析設(shè)計，從而設(shè)計出具有指數(shù)形過渡段復(fù)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(shè)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(shè)計的合理性。運用有限元法對變幅桿進行動力學(xué)分析，確定它的固有頻率以及在這個頻率下的諧響應(yīng)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(shè)計變幅桿提供了一種重要的途徑。本課題還提出了超聲磨