基于超聲橢圓振動(dòng)輔助的表面微織構(gòu)切削加工技術(shù)研究.pdf

1、針對(duì)表面微織構(gòu)制造中存在的效率和織構(gòu)形狀適應(yīng)性的問(wèn)題，本文以超聲橢圓振動(dòng)輔助切削微織構(gòu)為研究對(duì)象，采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)超聲橢圓振動(dòng)輔助切削微織構(gòu)中超聲橢圓振動(dòng)輔助切削裝置的設(shè)計(jì)、微織構(gòu)切削的調(diào)控建模和微織構(gòu)切削加工仿真技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴進(jìn)行了超聲橢圓振動(dòng)輔助切削裝置的設(shè)計(jì)、分析與運(yùn)動(dòng)學(xué)建模。采用有限元方法對(duì)設(shè)計(jì)的超聲橢圓振動(dòng)輔助切削裝置進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)組成下共振頻率、刀尖橢圓軌跡以及振動(dòng)穩(wěn)定

2、性的仿真與分析；根據(jù)振動(dòng)裝置幾何結(jié)構(gòu)、換能器和柔性鉸鏈的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，建立振動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驗(yàn)證在一定激勵(lì)下裝置能可靠超聲橢圓軌跡。⑵開(kāi)展了超聲振動(dòng)裝置的性能測(cè)試。考慮加工目標(biāo)織構(gòu)對(duì)振動(dòng)裝置的性能要求，通過(guò)建立性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)超聲振動(dòng)裝置固有頻率、振型測(cè)試，簡(jiǎn)諧激勵(lì)相位差、幅值響應(yīng)測(cè)試，簡(jiǎn)諧激勵(lì)幅值階躍響應(yīng)跟蹤進(jìn)行測(cè)試與測(cè)試數(shù)據(jù)分析；根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與簡(jiǎn)諧激勵(lì)幅值的關(guān)系。⑶提出了超聲橢圓振動(dòng)切削的調(diào)控建模

3、與仿真方法?？紤]目標(biāo)織構(gòu)形貌參數(shù)和分布參數(shù)，由刀具幾何特征、機(jī)床切削用量、工件特征建立微織構(gòu)的切削軌跡方程；考慮裝置振動(dòng)參數(shù)，離散切削軌跡到橢圓振動(dòng)軌跡控制點(diǎn)，分析橢圓振動(dòng)及刀具對(duì)織構(gòu)形貌的影響，設(shè)計(jì)了補(bǔ)償算法，由補(bǔ)償算法得橢圓振動(dòng)切削的軸長(zhǎng)控制序列；根據(jù)刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與簡(jiǎn)諧激勵(lì)幅值之間的關(guān)系得激勵(lì)幅值控制序列，建立超聲橢圓振動(dòng)裝置調(diào)控模型；根據(jù)調(diào)控模型，基于MATLAB GUI平臺(tái)開(kāi)發(fā)橢圓振動(dòng)輔助切削的工件表面形貌仿真軟件。⑷進(jìn)行了基于