三維超聲振動切削技術(shù)的研究.pdf

1、超聲振動切削技術(shù)于上世紀(jì)五十年代得到系統(tǒng)地提出和發(fā)展。超聲振動切削是使切削刀具以20kHz以上的超聲頻率高速振動的切削技術(shù)。
　　超聲振動切削可以看做是脈沖的切削過程。在一個振動周期內(nèi)切削刀具的有效切削時間短，大部分時間切削刀具與工件、切屑處于分離狀態(tài)。超聲振動切削的分離特性有效地降低了切削過程中的切削力和切削熱，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)金屬切削技術(shù)在超精密加工、難加工材料加工、難加工零件加工等領(lǐng)域的不足。切削力和切削溫度的降低可以大幅地提高加

2、工精度，降低加工表面粗糙度，提高切削刀具的使用壽命。
　　在參考大量國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，本課題以基于三并聯(lián)壓電陶瓷的三維超聲振動切削技術(shù)為研究對象。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對超聲振動切削技術(shù)的發(fā)展歷程、應(yīng)用情況及研究現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)地總結(jié)。對超聲振動切削的加工特點及優(yōu)勢進(jìn)行介紹，闡明本課題研究的目的和意義。
　　其次，對超聲振動切削的加工機(jī)理進(jìn)行深入研究。在此基礎(chǔ)上提出基于三并聯(lián)壓電陶瓷的三維超聲振動切削工作頭，

3、對工作頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，完成工作頭機(jī)構(gòu)的運動分析和仿真。通過運動分析和仿真結(jié)果得出振動相位差對工作頭刀具夾頭振動軌跡產(chǎn)生的影響。
　　再次，建立三維超聲振動切削工作頭結(jié)構(gòu)的有限元模型，利用ABAQUS對工作頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析，得到工作頭結(jié)構(gòu)的各階固有頻率和振型。研究總結(jié)出整體結(jié)構(gòu)寬度尺寸、刀具夾頭長度尺寸、膜片平臺凹槽尺寸對工作頭結(jié)構(gòu)固有頻率的影響。依據(jù)分析結(jié)果對工作頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改善，研制了工作頭物理樣機(jī)。
　　最后，