旋转超声磨边装置设计及实验研究
发布时间：2021-02-18 10:49
针对陶瓷磨边现有的工艺存在工具损耗大、崩边严重、加工效率和能源利用率低等问题,将旋转超声加工技术应用到瓷砖磨边加工中。本文设计了一套旋转超声磨边实验装置,包括超声振子、旋转超声主轴、四轴运动平台和电气控制系统,可以实现多种工况的模拟加工,本文主要研究内容如下:（1）超声振子设计与仿真。使用变截面细棒的纵振动方程,推导出换能器和阶梯形变幅杆的频率方程,并使用方程计算长度。应用ANSYS18.0仿真软件模态分析工具优化换能器和变幅杆外形,并设计出适用于旋转超声磨边的电镀和钎焊工具头。装配超声振子,使用阻抗分析仪测量振子参数,比较金刚石目数对电镀和钎焊磨盘谐振频率的影响,并比较了计算仿真出的振子谐振频率和振子实测谐振频率之间的差异。（2）旋转超声磨边主轴设计与装配。为保证振子与主轴的同轴度,提出了锥度加螺钉调整的定位方案;为降低超声换能器产生的温升,设计了新颖的风冷结构;另外采用非接触的感应供电方式代替电刷供电,最终制作出了满足设计要求的旋转超声主轴。（3）旋转超声磨边实验平台设计。为满足不同工艺参数的实验要求,搭建了用于工艺实验的四轴运动平台,通过X、Y、Z三个方向的直线运动和绕Z轴的旋转...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单颗磨粒运动轨迹对比
的 Fuda Ning 和丛威龙等人使用旋转削、钻孔、磨削等研究，并先后建立了了冷却方式[19]、超声电源[20]对工件质他们还研究了旋转超声技术加工钛金型[24]，研究了 BK7/K9 光学玻璃的磨士大学的 Weixing Xu 和 L.C.Zhang[26力，使纤维变形最小化。加工时可以促度，从而获得更好的表面质量。 Sein LeungSoo 和 Islam S.Shyha[27]分 10mm 厚的 CFRP 层压板，刀具如图 1石刀具的近 2 倍，而切削力大小相近
广东工业大学硕士学位论文出了 linear、monoBLOCK 和 eVo 三大系列，这些机床都集成了超声加工和高速加工功能，其中 linear 系列的最高主轴转速可达 60000r/min，X、Y、Z 轴最速度可达 40m/min[28][29][30]。SAUER GMBH 公司的 Florian Feucht[31]使用 DMG 机床实验，发现旋转超可减小加工力，提高工艺可靠性，提高加工效率，减小工具磨损。旋转超声加优势不仅应用于陶瓷和玻璃等硬脆材料，还应用于纤维增强复合材料，可改质量，不会出现纤维拉出和分层现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]陶瓷行业智能制造现状及发展趋势[J]. 夏建华,温怡彰. 佛山陶瓷. 2018(12)
[2]微细超声加工机床关键零部件设计[J]. 连海山,郭钟宁,弓满锋,隋广洲. 机械设计与制造. 2018(07)
[3]佛山陶瓷机械产业区域对比[J]. 高骏伟. 中外企业家. 2018(10)
[4]BK7光学玻璃超声振动磨削加工表面粗糙度预测模型（英文）[J]. 赵培轶,周明,张元晶,乔国朝. Journal of Central South University. 2018(02)
[5]多台阶过渡段阶梯型变幅杆的设计[J]. 武婷婷,贺西平,汪彦军,李娜,杨佳婷. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[6]超声辅助磨削硬脆材料芯棒直径预测模型[J]. 董志刚,段佳冬,康仁科,朱祥龙,郑非非. 光学精密工程. 2017(08)
[7]旋转超声磨削钛合金有限元仿真与试验研究[J]. 刘凡,秦娜,牛健地,郑亮. 工程设计学报. 2017(02)
[8]超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究[J]. 封海潮,杜宝玉,许孝卓,高彩霞. 测控技术. 2017(04)
[9]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[10]微细超声工作台的设计与微振幅测量[J]. 连海山,郭钟宁,张伟,何俊峰,韩睿聪. 振动与冲击. 2015(07)
博士论文
[1]旋转超声加工振动系统及电源技术研究[D]. 姚震.广东工业大学 2015
[2]超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D]. 马付建.大连理工大学 2013
[3]基于机床附件化的旋转超声波加工关键技术研究[D]. 刘礼平.天津大学 2012
[4]旋转超声加工机床的研制及实验研究[D]. 郑书友.华侨大学 2008
[5]超声振动辅助磨削技术及机理研究[D]. 张洪丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]瓷砖磨边机超声振动系统的设计及实验[D]. 唐岳.广东工业大学 2016
[2]超声辅助钻铣加工机理及其系统的研究[D]. 卢干.浙江大学 2015
[3]旋转超声辅助磨削高体分SiCp/Al复合材料试验研究[D]. 杨广宾.河南理工大学 2014
[4]基于金刚石钎焊工艺的超声辅助磨削工具研制[D]. 吴克勤.南京航空航天大学 2014
[5]超声旋压工具头的结构设计及谐振性能研究[D]. 杨飞.中南大学 2013
[6]微细孔旋转超声振动钻削机床主轴系统研究[D]. 王闯.长春理工大学 2013
[7]超声振动对砂轮磨削性能影响试验研究[D]. 宫小北.南京航空航天大学 2013
[8]轴向超声振动辅助磨削机理的研究[D]. 肖敏.东北大学 2012
[9]杯形工具变幅杆振动系统研制[D]. 张冠英.大连理工大学 2012
[10]换能器振子频率的影响因素研究[D]. 乔家平.中南大学 2011
本文编号：3039453
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单颗磨粒运动轨迹对比
的 Fuda Ning 和丛威龙等人使用旋转削、钻孔、磨削等研究，并先后建立了了冷却方式[19]、超声电源[20]对工件质他们还研究了旋转超声技术加工钛金型[24]，研究了 BK7/K9 光学玻璃的磨士大学的 Weixing Xu 和 L.C.Zhang[26力，使纤维变形最小化。加工时可以促度，从而获得更好的表面质量。 Sein LeungSoo 和 Islam S.Shyha[27]分 10mm 厚的 CFRP 层压板，刀具如图 1石刀具的近 2 倍，而切削力大小相近
广东工业大学硕士学位论文出了 linear、monoBLOCK 和 eVo 三大系列，这些机床都集成了超声加工和高速加工功能，其中 linear 系列的最高主轴转速可达 60000r/min，X、Y、Z 轴最速度可达 40m/min[28][29][30]。SAUER GMBH 公司的 Florian Feucht[31]使用 DMG 机床实验，发现旋转超可减小加工力，提高工艺可靠性，提高加工效率，减小工具磨损。旋转超声加优势不仅应用于陶瓷和玻璃等硬脆材料，还应用于纤维增强复合材料，可改质量，不会出现纤维拉出和分层现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]陶瓷行业智能制造现状及发展趋势[J]. 夏建华,温怡彰. 佛山陶瓷. 2018(12)
[2]微细超声加工机床关键零部件设计[J]. 连海山,郭钟宁,弓满锋,隋广洲. 机械设计与制造. 2018(07)
[3]佛山陶瓷机械产业区域对比[J]. 高骏伟. 中外企业家. 2018(10)
[4]BK7光学玻璃超声振动磨削加工表面粗糙度预测模型（英文）[J]. 赵培轶,周明,张元晶,乔国朝. Journal of Central South University. 2018(02)
[5]多台阶过渡段阶梯型变幅杆的设计[J]. 武婷婷,贺西平,汪彦军,李娜,杨佳婷. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[6]超声辅助磨削硬脆材料芯棒直径预测模型[J]. 董志刚,段佳冬,康仁科,朱祥龙,郑非非. 光学精密工程. 2017(08)
[7]旋转超声磨削钛合金有限元仿真与试验研究[J]. 刘凡,秦娜,牛健地,郑亮. 工程设计学报. 2017(02)
[8]超声机床无接触供电装置结构参数对感应耦合系数影响研究[J]. 封海潮,杜宝玉,许孝卓,高彩霞. 测控技术. 2017(04)
[9]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[10]微细超声工作台的设计与微振幅测量[J]. 连海山,郭钟宁,张伟,何俊峰,韩睿聪. 振动与冲击. 2015(07)
博士论文
[1]旋转超声加工振动系统及电源技术研究[D]. 姚震.广东工业大学 2015
[2]超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D]. 马付建.大连理工大学 2013
[3]基于机床附件化的旋转超声波加工关键技术研究[D]. 刘礼平.天津大学 2012
[4]旋转超声加工机床的研制及实验研究[D]. 郑书友.华侨大学 2008
[5]超声振动辅助磨削技术及机理研究[D]. 张洪丽.山东大学 2007
硕士论文
[1]瓷砖磨边机超声振动系统的设计及实验[D]. 唐岳.广东工业大学 2016
[2]超声辅助钻铣加工机理及其系统的研究[D]. 卢干.浙江大学 2015
[3]旋转超声辅助磨削高体分SiCp/Al复合材料试验研究[D]. 杨广宾.河南理工大学 2014
[4]基于金刚石钎焊工艺的超声辅助磨削工具研制[D]. 吴克勤.南京航空航天大学 2014
[5]超声旋压工具头的结构设计及谐振性能研究[D]. 杨飞.中南大学 2013
[6]微细孔旋转超声振动钻削机床主轴系统研究[D]. 王闯.长春理工大学 2013
[7]超声振动对砂轮磨削性能影响试验研究[D]. 宫小北.南京航空航天大学 2013
[8]轴向超声振动辅助磨削机理的研究[D]. 肖敏.东北大学 2012
[9]杯形工具变幅杆振动系统研制[D]. 张冠英.大连理工大学 2012
[10]换能器振子频率的影响因素研究[D]. 乔家平.中南大学 2011
本文编号：3039453
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