难加工材料（TC4）超声振动镗削技术的研究
发布时间：2022-02-14 23:38
随着特殊材料越来越广泛的应用,用传统的镗削方法对其进行加工时,其加工过程中出现的不利现象得到了人们的广泛关注。超声振动加工技术是自20世纪50年代以来被研究人员逐步发展的一种新型加工方法,具有能大幅度地提高加工速度、提高加工质量等优势。因此本课题针对TC4进行超声振动镗削技术开展研究,为难加工材料内孔加工提供一种经济适用的方法,提高难加工材料孔加工生产率及孔加工质量。本研究首先从超声振动镗削的切削原理入手,建立了普通镗削、单一纵向振动镗削与复合超声振动镗削的刀尖轨迹方程,并利用MATLAB进行轨迹仿真;分析了超声振动镗削切削过程及其运动特性,对比了单一超声振动镗削与复合振动镗削切削过程中的异同,指出二者不同的分离特性、变切削角特性及空切削现象;研究了超声振动镗削对切削力的影响。基于上述研究,对超声振动镗削装置的声振系统进行了设计与仿真。首先,根据变幅杆基本理论设计出可实现单一纵振的振动传递系统,然后在系统末端加设特殊结构的筒状传振杆以实现纵扭复合振动,并初设其结构参数;接着用ANSYS对初设尺寸下的变幅杆进行模态仿真,研究传振杆长度、法兰盘厚度及斜槽各参数对振动传递系统谐振频率的影响规...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 超声振动切削技术
1.2 超声振动切削特点
1.3 超声振动研究现状
1.3.1 普通超声振动切削技术国内外发展概况
1.3.2 普通超声振动切削技术存在的问题
1.3.3 复合超声振动研究现状
1.3.4 超声波振动镗削研究现状
1.4 本课题研究的目的和意义
1.5 本课题研究的主要内容
1.6 创新点
第二章 超声振动镗削加工的机理研究
2.1 超声振动镗削的工作原理
2.1.1 普通镗削与振动镗削
2.1.2 超声振动镗削的工作原理
2.1.3 复合振动的产生机理
2.1.4 超声振动切削的临界切削速度
2.2 超声振动镗削机理分析
2.2.1 普通镗削与振动镗削刀尖运动轨迹方程的建立
2.2.2 刀尖运动轨迹Matlab仿真
2.2.3 超声振动镗削的切削过程
2.2.4 超声振动镗削的运动特性
2.3 超声振动镗削力分析
2.4 本章小结
第三章 超声振动镗削声振系统设计
3.1 超声波发生器和换能器的选用
3.2 振动传递系统的设计
3.2.1 单一纵向振动传递系统的设计
3.2.2 纵扭复合振动传递系统的设计
3.3 振动传递系统动力学分析
3.3.1 筒状传振杆各参数对振动传递系统的影响
3.3.2 振动传递系统的模态分析
3.3.3 谐响应分析
3.4 本章小结
第四章 超声振动镗削声振系统的试验研究
4.1 换能器的振幅及阻抗试验
4.2 振动传递系统的修正
4.3 纵扭复合振动传递系统的修正
4.3.1 试验目的
4.3.2 试验条件
4.3.3 试验方法
4.3.4 试验过程
4.3.5 试验结果分析
4.4 振动传递系统的振动检测
4.5 本章小结
第五章 钛合金TC4的超声振动镗削试验研究
5.1 钛合金的超声振动切削加工
5.2 超声镗削装置的研制
5.2.1 镗刀的设计
5.2.2 超声振动镗削系统的装配
5.3 超声振动镗削力与粗糙度试验
5.3.1 试验目的
5.3.2 试验条件
5.3.3 切削试验
5.3.4 试验结果与分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]振动切削技术的研究与发展应用[J]. 周丽丽,张平宽,王慧霖,张宗彩. 煤矿机械. 2009(02)
[2]振动切削技术特点及其应用研究[J]. 王应彪,刘传绍,杨永发. 机械研究与应用. 2008(01)
[3]振动切削技术特点及其应用状况[J]. 杨晓明,赵浜,王宝荣. 机械. 2008(02)
[4]钛合金的深孔钻削加工工艺分析及其改进方法[J]. 高世博,秦泓江. 石油仪器. 2007(04)
[5]超声振动精密加工研究现状与发展趋势[J]. 张存信,杨继先,曹文燕. 热处理技术与装备. 2006(05)
[6]钛合金深孔钻削刀具的研究[J]. 赵洪兵. 制造技术与机床. 2006(10)
[7]单激励超声椭圆振动车削薄壁筒实验研究[J]. 李勋,张德远. 航空学报. 2006(04)
[8]钛合金深孔钻削刀具的试验研究[J]. 赵洪兵,朱林. 中国机械工程. 2006(06)
[9]超声加工技术的研究现状及其发展趋势[J]. 曹凤国,张勤俭. 电加工与模具. 2005(S1)
[10]超声波振动镗孔镗刀的设计[J]. 张建中,庞丽君,孟庆华. 工具技术. 2005(11)
博士论文
[1]硬脆材料旋转超声加工高频振动效应的研究[D]. 吕东喜.哈尔滨工业大学 2014
[2]超声椭圆振动—化学机械复合抛光硅片技术的基础研究[D]. 杨卫平.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]难加工材料超声珩磨加工的机理及试验研究[D]. 沈雪红.西安石油大学 2015
[2]超声纵扭复合振动铣孔装置的研究[D]. 王佩闯.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于刀具－工件接触率的钛合金超声振动切削研究[D]. 黄红福.南昌航空大学 2013
[4]不锈钢超声波振动车削装置设计及仿真分析[D]. 宋军.湖南大学 2012
[5]硬脆材料超声加工控制系统的研究和设计[D]. 孙晓波.西安电子科技大学 2010
[6]超声波椭圆振动切削理论研究与装置设计[D]. 王跃.太原理工大学 2010
[7]超声波振动辅助车削加工机理分析[D]. 段忠福.上海交通大学 2010
[8]碳钢材料超声辅助振动金刚石镜面切削工艺技术的研究[D]. 王磊.天津大学 2008
[9]超声切削振动系统振子性能的研究[D]. 李骏.哈尔滨工业大学 2008
[10]难加工材料高速铣削切削力研究[D]. 闫雪.西北工业大学 2007
本文编号：3625475
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 超声振动切削技术
1.2 超声振动切削特点
1.3 超声振动研究现状
1.3.1 普通超声振动切削技术国内外发展概况
1.3.2 普通超声振动切削技术存在的问题
1.3.3 复合超声振动研究现状
1.3.4 超声波振动镗削研究现状
1.4 本课题研究的目的和意义
1.5 本课题研究的主要内容
1.6 创新点
第二章 超声振动镗削加工的机理研究
2.1 超声振动镗削的工作原理
2.1.1 普通镗削与振动镗削
2.1.2 超声振动镗削的工作原理
2.1.3 复合振动的产生机理
2.1.4 超声振动切削的临界切削速度
2.2 超声振动镗削机理分析
2.2.1 普通镗削与振动镗削刀尖运动轨迹方程的建立
2.2.2 刀尖运动轨迹Matlab仿真
2.2.3 超声振动镗削的切削过程
2.2.4 超声振动镗削的运动特性
2.3 超声振动镗削力分析
2.4 本章小结
第三章 超声振动镗削声振系统设计
3.1 超声波发生器和换能器的选用
3.2 振动传递系统的设计
3.2.1 单一纵向振动传递系统的设计
3.2.2 纵扭复合振动传递系统的设计
3.3 振动传递系统动力学分析
3.3.1 筒状传振杆各参数对振动传递系统的影响
3.3.2 振动传递系统的模态分析
3.3.3 谐响应分析
3.4 本章小结
第四章 超声振动镗削声振系统的试验研究
4.1 换能器的振幅及阻抗试验
4.2 振动传递系统的修正
4.3 纵扭复合振动传递系统的修正
4.3.1 试验目的
4.3.2 试验条件
4.3.3 试验方法
4.3.4 试验过程
4.3.5 试验结果分析
4.4 振动传递系统的振动检测
4.5 本章小结
第五章 钛合金TC4的超声振动镗削试验研究
5.1 钛合金的超声振动切削加工
5.2 超声镗削装置的研制
5.2.1 镗刀的设计
5.2.2 超声振动镗削系统的装配
5.3 超声振动镗削力与粗糙度试验
5.3.1 试验目的
5.3.2 试验条件
5.3.3 切削试验
5.3.4 试验结果与分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]振动切削技术的研究与发展应用[J]. 周丽丽,张平宽,王慧霖,张宗彩. 煤矿机械. 2009(02)
[2]振动切削技术特点及其应用研究[J]. 王应彪,刘传绍,杨永发. 机械研究与应用. 2008(01)
[3]振动切削技术特点及其应用状况[J]. 杨晓明,赵浜,王宝荣. 机械. 2008(02)
[4]钛合金的深孔钻削加工工艺分析及其改进方法[J]. 高世博,秦泓江. 石油仪器. 2007(04)
[5]超声振动精密加工研究现状与发展趋势[J]. 张存信,杨继先,曹文燕. 热处理技术与装备. 2006(05)
[6]钛合金深孔钻削刀具的研究[J]. 赵洪兵. 制造技术与机床. 2006(10)
[7]单激励超声椭圆振动车削薄壁筒实验研究[J]. 李勋,张德远. 航空学报. 2006(04)
[8]钛合金深孔钻削刀具的试验研究[J]. 赵洪兵,朱林. 中国机械工程. 2006(06)
[9]超声加工技术的研究现状及其发展趋势[J]. 曹凤国,张勤俭. 电加工与模具. 2005(S1)
[10]超声波振动镗孔镗刀的设计[J]. 张建中,庞丽君,孟庆华. 工具技术. 2005(11)
博士论文
[1]硬脆材料旋转超声加工高频振动效应的研究[D]. 吕东喜.哈尔滨工业大学 2014
[2]超声椭圆振动—化学机械复合抛光硅片技术的基础研究[D]. 杨卫平.南京航空航天大学 2008
硕士论文
[1]难加工材料超声珩磨加工的机理及试验研究[D]. 沈雪红.西安石油大学 2015
[2]超声纵扭复合振动铣孔装置的研究[D]. 王佩闯.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于刀具－工件接触率的钛合金超声振动切削研究[D]. 黄红福.南昌航空大学 2013
[4]不锈钢超声波振动车削装置设计及仿真分析[D]. 宋军.湖南大学 2012
[5]硬脆材料超声加工控制系统的研究和设计[D]. 孙晓波.西安电子科技大学 2010
[6]超声波椭圆振动切削理论研究与装置设计[D]. 王跃.太原理工大学 2010
[7]超声波振动辅助车削加工机理分析[D]. 段忠福.上海交通大学 2010
[8]碳钢材料超声辅助振动金刚石镜面切削工艺技术的研究[D]. 王磊.天津大学 2008
[9]超声切削振动系统振子性能的研究[D]. 李骏.哈尔滨工业大学 2008
[10]难加工材料高速铣削切削力研究[D]. 闫雪.西北工业大学 2007
本文编号：3625475
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3625475.html
