复频超声加工钻的设计及相关试验研究

发布时间：2024-06-05 05:52

　　陶瓷材料在很多领域得到了广泛的应用,但由于这些材料具有硬度高、脆性大、易碎等特点,导致了其加工比较困难且加工成本较高。为了解决这一问题,本文提出了复频超声加工方法,即在超声加工的基础上,通过自由质量块引入一个低频振动,然后自由质量块引入的低频振动与超声电源激发超声换能器产生的高频振动共同振动完成切削的加工方法。这一加工方法既能在一定程度上解决单纯超声加工成本高、效率低的缺点,又能保留超声加工技术对工件损伤小的优点,并且进一步提高了加工效率,保证了加工精度和材料的完整性。本文详细介绍了复频超声加工方法的优点以及复频超声加工的相关国内外研究动态,提出了复频超声加工钻削工艺,设计了复频超声加工系统,分析了复频超声加工机理以及陶瓷材料的去除机理,理论探究了不同自由质量块对陶瓷材料去除率的影响,得出了材料去除率的公式以及影响材料去除率的因素。本文首先设计了一种具有圆锥形过渡的阶梯形变幅杆,采用解析法计算了变幅杆的结构尺寸和参数,绘制了变幅杆的CAD零件图,在对设计好的变幅杆进行有限元模态分析和谐响应分析的基础上,得出了变幅杆的模态振动频率和模态振型图以及变幅杆的应力分布曲线图和纵向位移分布曲线图...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 陶瓷材料及其加工
        1.1.2 复频超声加工方法
    1.2 课题的国内外研究动态
    1.3 论文的研究目的及主要研究内容
        1.3.1 论文的研究目的
        1.3.2 论文的主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 复频超声加工及材料去除机理
    2.1 复频超声加工机理
        2.1.1 复频超声加工系统的组成
        2.1.2 复频超声加工机理
    2.2 陶瓷材料去除机理
        2.2.1 陶瓷材料去除方法
        2.2.2 材料去除率的计算
    2.3 自由质量块对陶瓷材料去除率的影响
    2.4 本章小结
第三章 超声波变幅杆的设计和有限元分析
    3.1 超声波变幅杆的参数及分类
    3.2 超声波变幅杆的设计
        3.2.1 超声波变幅杆的结构设计
        3.2.2 超声波变幅杆的参数计算
    3.3 超声波变幅杆的有限元分析
        3.3.1 超声波变幅杆的模态modal分析
        3.3.2 超声波变幅杆的谐响应harmonic分析
    3.4 本章小结
第四章 复频超声加工钻的设计及有限元分析
    4.1 复频超声加工钻的设计
        4.1.1 复频超声加工钻的结构设计
        4.1.2 复频超声加工钻的加工过程
    4.2 复频超声加工钻的有限元分析
        4.2.1 复频超声加工钻的模态modal分析
        4.2.2 复频超声加工钻的谐响应harmonic分析
    4.3 本章小结
第五章 复频超声加工钻的加工试验研究
    5.1 频率振动测试
        5.1.1 频率测量方法
        5.1.2 频率测量过程
        5.1.3 测量结果分析
    5.2 陶瓷加工实验
        5.2.1 陶瓷加工实验设计
        5.2.2 陶瓷材料加工实验
        5.2.3 实验结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3989744