基于夾心式壓電換能器的超聲振動(dòng)切削技術(shù)的研究.pdf

1、隨著機(jī)械工程技術(shù)迅速發(fā)展，各種新式精密加工工裝設(shè)備不斷涌現(xiàn)，基于壓電超聲換能器的切削加工工作頭的設(shè)計(jì)即是一種卓有成效的探索。超聲振動(dòng)切削技術(shù)是在結(jié)合壓電材料性能、超聲波理論和機(jī)械結(jié)構(gòu)開發(fā)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用電子信息技術(shù)檢測控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和工作過程，通過嵌入在工裝設(shè)備中的電路模塊和壓電材料的機(jī)電耦合實(shí)現(xiàn)振動(dòng)切削的，其振動(dòng)頻率在人耳聽力閾值20kHz以上。此振動(dòng)施加在切削刀具上，使刀具在切削過程中產(chǎn)生有規(guī)律的、穩(wěn)定的振動(dòng)，同時(shí)，刀具和工件之間

2、會(huì)有周期性接觸分離，這一分離特性有效地降低了切削過程中的切削力和切削熱，提高零部件的加工精度和表面質(zhì)量。
　　在閱覽總結(jié)現(xiàn)有的為數(shù)不少的相關(guān)方向的研究資料的基礎(chǔ)上，筆者以基于夾心式壓電換能器的普通超聲振動(dòng)切削技術(shù)和二維超聲振動(dòng)切削技術(shù)為探究對(duì)象，開展的主要研究如下所述:
　　(1)總結(jié)超聲振動(dòng)切削的特點(diǎn)以及其國內(nèi)外的研究進(jìn)程，論述本課題研究的意義。
　　(2)探求分析超聲振動(dòng)切削原理以及超聲振動(dòng)切削系統(tǒng)的組成和功能，建

3、立了一維超聲振動(dòng)切削的三維模型，分析其工作原理，并設(shè)計(jì)完成工作頭結(jié)構(gòu)。
　　(3)以有限元法和模態(tài)分析理論作為理論基礎(chǔ)，對(duì)一維超聲振動(dòng)切削工作頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，依據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成工作頭樣機(jī)的加工和裝配。
　　(4)設(shè)計(jì)針對(duì)一維超聲振動(dòng)切削工作頭的切削實(shí)驗(yàn)，通過切削實(shí)驗(yàn)和刀具切削溫度的測定分析實(shí)驗(yàn)，比較總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)置變量對(duì)工件表面粗糙度的影響，推斷切削溫度受實(shí)驗(yàn)設(shè)置變量影響的變化規(guī)律。
　　(5)在超聲橢圓振