金属薄板超声切割装置的设计与研究

发布时间：2021-07-13 13:37

　　薄板金属材料拥有良好的导电性、导热性、延展性等诸多优点,被广泛用于工业、农业、交通和日常生活当中。传统金属薄板切割加工方式因其加工原理,存在诸如精度低、加工效率低、污染大、粉尘大等缺点,难以满足可持续、环境友好型加工制造业的需求。超声波切割技术因其切削力小、热效应低等特性,具有加工精度高、效率高且环境友好等特点,正越来越收到国内外研究者的广泛关注。超声振动单元作为超声切割装置的核心零部件,如何提高其性能对于超声波切削加工加工技术的广泛应用显得尤为重要。本课题拟设计一种基于压电换能器的超声波切割装置,通过理论建模、数值仿真等方法,对切割装置的主要构件如超声换能器、变幅杆和切割刀具进行分析和优化设计,主要研究内容如下:首先基于压电效应和弹性力学理论,建立超声切割装置的动力学模型,推导出超声换能器变截面方程和频率方程,并在此基础上提出一种夹心式的压电换能器,并对其进行结构优化设计;利用弹性力学和振动力学理论建立带圆锥过渡段的复合变幅杆的动力学模型,并对其进行结构优化设计。其次,基于有限元方法对压电换能器的振动特性进行数值仿真研究,探究振动性能随结构尺寸的变化规律;利用数值仿真的方法研究变幅杆... 

【文章来源】：安徽工程大学安徽省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

等离子切割机l，J

（１）火焰切割??火焰切割技术的基本原理是利用气体燃烧时产生的高温火焰气流，使被切割的金属??熔化或气化，实现金属材料的分离加工。如图１设备为目前广泛应用于工业生产的数控??火焰切割机［４］。一般来说，气体火焰切割技术相比传统机械加工方式切割效率更高，但??其加工精度不是很高，不适合精密加工。??图ｉ－ｉ数控火焰切割机ｗ??１??

（１）火焰切割??火焰切割技术的基本原理是利用气体燃烧时产生的高温火焰气流，使被切割的金属??熔化或气化，实现金属材料的分离加工。如图１设备为目前广泛应用于工业生产的数控??火焰切割机［４］。一般来说，气体火焰切割技术相比传统机械加工方式切割效率更高，但??其加工精度不是很高，不适合精密加工。??图ｉ－ｉ数控火焰切割机ｗ??１??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]旋转超声加工系统的频率分叉研究[J]. 隆志力,张建国,王超,邹建军.  电加工与模具. 2018(01)
[4]稀土超磁致伸缩换能器磁路设计与仿真[J]. 陈爽,赵录冬,周杰,刘政.  机械设计与制造. 2018(02)
[5]焊接工艺对Ti2AlNb合金焊接接头组织和性能的影响[J]. 吴凯,姚为,张铁军,韩维群,王胜龙,王志敏.  金属热处理. 2018(01)
[6]单晶硅非球面超精密磨削砂轮的性能参数优选[J]. 陈冰,李时春,邓朝晖,赵清亮.  兵器材料科学与工程. 2017(04)
[7]超精密机械切削与传统机械切削的不同特点[J]. 欧茂松.  设备管理与维修. 2017(07)
[8]平底立铣刀在多刃切削时的切削力变化规律研究[J]. 刘璨,吴敬权,刘焕牢,谭光宇.  中国机械工程. 2016(10)
[9]难加工材料精密切削技术研究[J]. 张昌娟,焦锋,赵波.  工具技术. 2015(09)
[10]1/2波长复合变幅杆的数值设计[J]. 佘银柱,吕明,王时英.  太原理工大学学报. 2011(06)

博士论文
[1]塑性材料超声振动精密切削技术的研究[D]. 杨亮.哈尔滨工业大学 2007

硕士论文
[1]水刀切割控制系统的研究与设计[D]. 薛更平.广东工业大学 2017
[2]可更换刀具超声波切割主轴的研制[D]. 马中秋.杭州电子科技大学 2015



本文编号：3282162