旋轉(zhuǎn)超聲加工非接觸式供電理論及實驗研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)超聲加工機床由于其在普通機床上加入超聲換能器，使機床加工性能大為改善，現(xiàn)多用于陶瓷、玻璃等的硬脆材料的加工。而超聲換能器在旋轉(zhuǎn)的過程中需要為其供給高頻驅(qū)動電信號，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)超聲供電方式采用集流環(huán)接觸式的形式，這樣限制了旋轉(zhuǎn)超聲加工主軸轉(zhuǎn)速的提高以及不能方便換刀等。針對旋轉(zhuǎn)超聲接觸式供電缺陷，有學者確定通過采用非接觸式供電方式是一條可行的途徑，并做了些相關(guān)研究。本文結(jié)合非接觸式供電等效模型和超聲換能器特點，主要做了以下研究:
　

2、　1.綜合考慮非接觸式供電變壓器的體積隨頻率升高而減小、超聲換能器常用的頻率以及本課題的后續(xù)研究，給出了本研究中超聲設(shè)計頻率為40K;根據(jù)一維縱振理論，進行了40K超聲振子的設(shè)計計算與模態(tài)仿真分析，對設(shè)計出的超聲換能器等效電參數(shù)用阻抗分析儀進行了測量和研究。
　　2.基于傳統(tǒng)超聲加工中換能器的常規(guī)匹配，結(jié)合超聲換能器的等效電路和非接觸式供電的特點，對主要的兩種適合應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)超聲加工領(lǐng)域的非接觸供電模型進行了對比研究，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)

3、出了適用于旋轉(zhuǎn)超聲振子的簡單匹配方式、數(shù)學公式和電路等效模型，并進行了MAXWELL電磁場仿真和Multisim電路匹配的仿真研究，完成一套超聲非接觸式供電裝置的設(shè)計。
　　3.為搭建實驗平臺中的硬件電路，給出了處于非接觸式供電下硬件電路設(shè)計要求，并對具體的硬件電路各個模塊的參數(shù)進行了設(shè)計及完成元器件選型，最后繪制PCB板并進行了元器件的焊接與調(diào)試。
　　4.聯(lián)合超聲電源、非接觸供電裝置和超聲換能器搭建實驗平臺，研究了兩組不