超聲切削振動(dòng)系統(tǒng)振子性能的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)各種精密機(jī)械零件的加工精度和表面質(zhì)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(shù)要求，有的甚至無法加工，為此出現(xiàn)了超聲振動(dòng)切削技術(shù)，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(dòng)切削技術(shù)的核心，其性能是否良好對(duì)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(shù)還不是很完善，存在著不少問題，如要普及推廣該技術(shù)，則必須先掌握超聲振子的性能特點(diǎn)，

2、才能根據(jù)具體的應(yīng)用對(duì)象對(duì)其性能進(jìn)行合理確定或設(shè)計(jì)，以取得更好的實(shí)用效果，因此本文的研究對(duì)于超聲振子的精確設(shè)計(jì)和調(diào)試提供可靠的理論依據(jù)，對(duì)超聲切削技術(shù)的高效利用有著指導(dǎo)意義。
　　本文首先闡述了超聲切削振動(dòng)系統(tǒng)壓電振子的主要性能指標(biāo)，對(duì)振子性能研究的意義和必要性進(jìn)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(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)用的半波長夾心式壓電陶瓷振子，通過采用ANSYS軟件分別對(duì)變幅桿及

3、換能器影響振子的性能進(jìn)行有限元靜、動(dòng)態(tài)分析。
　　最后通過對(duì)超聲切削系統(tǒng)振子運(yùn)行機(jī)理的研究，理論分析了施加預(yù)應(yīng)力的范圍，采用ANSYS軟件分析了螺桿預(yù)應(yīng)力和工具對(duì)超聲振子共振頻率和振幅性能的影響。
　　通過阻抗-頻率法對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行了初步驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算共振頻率基本相符，驗(yàn)證了有限元分析的正確性，而有限元諧響應(yīng)分析對(duì)具體的設(shè)計(jì)有實(shí)際的指導(dǎo)意義。另外通過水珠霧化實(shí)驗(yàn)觀察振子起振情況，設(shè)計(jì)的振子振動(dòng)效果良好，能夠全霧化