1. 研究目的与意义
随着制造业的快速发展,传统的加工方式难以满足当前的加工精度要求。
基于有限元结构动力学的模态、谐响应和瞬态分析和结构优化,设计了工作频率为20khz,外径为50mm的超声振动全波长、输出端为椭圆振动的压电换能器,并基于该压电换能器设计了一套单激励超声椭圆振动车削装置,该装置可作为机床附件安装在ck6140车床上进行加工使用,并对单激励超声椭圆振动车削装置进行了振动性能测试,测试了其阻抗特性和振动特性,并基于单激励超声椭圆振动车削装置开展了实验研究,得到在不同的振动参数、不同的切削参数下,单激励超声椭圆振动车削装置的切削性能和效果。
2. 研究内容和预期目标
提出一种具有复合梁变幅杆的单激励超声椭圆振动切削装置,预计得到一种新型的单激励超声椭圆振动切削装置的实现方法。
对单激励超声椭圆振动切削装置进行了有限元结构动力学分析和优化,为单激励超声椭圆振动切削装置的实现提供理论基础。
对单激励超声椭圆振动切削装置进行阻抗特性和振动特性测试实验,验证有限元分析结果的指导意义,预计得出单激励超声椭圆振动装置前端刀具的椭圆振动轨迹,通过理论分析和实验验证该单激励超声椭圆振动切削装置的可行性。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用先进行模拟分析后进行实验的方法进行研究,主要采用有限元分析,研究步骤如下:
1、设计单激励超声椭圆振动车削装置的各个组成部分,包括换能器、变幅杆,使得单激励超声椭圆振动车削装置各个部分固有频率相近甚至相同,以达到谐振的目的。
2、模拟单激励超声椭圆振动车削装置在特定工作环境下的工作状态。
4. 参考文献
[1]孙恒, 陈作模.机械原理(第7版), 2006, (05) [2]濮良贵.机械设计(第九版), 2013, (05) [3]成大先.机械设计手册(第5版), 2014,(05) [4]闻邦椿.机械设计手册(第5版), 2010,(01) [5]张雄.单激励二维超声振动切削装置设计及其性能的研究.河南理工大学硕士学位论文,2012,(04) [6]李春光.超声椭圆振动切削技术的研究. 东北大学硕士学位论文, 2013,(06) [7]郭心怡.微型压电超声换能器的研究与设计.中北大学硕士学位论文, 2015, (04) [8]王荣奇.二维椭圆振动辅助加工新方法及其装置的研究. 吉林大学博士学位论文, 2017,(6) [9]黄志鹏.导波传输二维振动切削研究. 集美大学硕士学位论文,2018,(05) [10]李杰.硬质合金超声激光辅助切削脆性—延性转变特性研究. 河南理工大学硕士学位论文,2015,(04) [11] 秦金元.40kHz一维超声直线振动车削装置的研制. 太原理工大学硕士学位论文,2018,(06) [12] 余运锋.高强度钢18Cr2Ni4WA超声椭圆振动深孔镗削技术的研究. 哈尔滨工业大学硕士学位论文,2017,(05) [13] 刘汇清.基于有限元的双激励二维超声振动切削装置设计. 集美大学硕士学位论文,2018,(05) [14] 张明亮.钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响.电加工与模具期刊,2017,(12) [15] 段鹏.超声椭圆振动切削硬质合金脆性-延性转变临界条件研究.机械科学与技术期刊,2017,(06) [16] 张跃敏.超声振动辅助铣削系统的稳定性研究. 河南理工大学博士学位论文,2017,(03) [17] 吴立飞.微结构阵列模具超声椭圆振动磨削实验研究. 北京理工大学硕士学位论文,2016,(06) [18] 喻栋.钛合金TC4的单激励超声波椭圆振动切削系统的研究. 哈尔滨工业大学硕士学位论文,2015,(07) [19] 林芳菲.超声椭圆振动切削加工表面特性研究. 北方工业大学硕士学位论文,2015,(06) [20] 贾洛.超声椭圆振动车削工作头的设计与实验研究. 东北大学硕士学位论文,2015,(06) [21] 赵永亭.超声椭圆振动切削工作头的研究. 东北大学硕士学位论文,2014,(06) [22] 陶镛光.钛合金轴向超声振动车削数值模拟与实验研究. 南昌航空大学硕士学位论文,2014,(06) [23] 于海鹏.基于有限元法的椭圆振动切削机理研究. 北京化工大学硕士学位论文,2014,(05) [24] 陈天驰.超声振动车削的研究现状. 组合机床与自动化加工技术期刊,2013,(07) [25] 李文.不分离型超声椭圆振动切削力特性研究. 航空学报,2013,(06) [26] 李春光.超声椭圆振动切削技术的研究. 东北大学硕士学位论文,2013,(06) [27] 何宇.基于夹心式压电换能器的超声振动切削技术的研究. 东北大学硕士学位论文,2013,(06) [28] 崔鑫. 三维超声振动切削技术的研究. 东北大学硕士学位论文,2012,(06) [29] 赵雯.二维超声振动高精密车削技术研究. 华东交通大学硕士学位论文,2010,(09) [30] 殷振. 基于有限元的单激励超声椭圆振动切削装置特性研究.制造技术与机床期刊,2017,(06) |
5. 计划与进度安排
1.2022-2-26~2022-3-2 查阅资料,了解单激励超声椭圆振动车削装置总体结构国内外研究现状和发展前景,了解超声换能器的设计方法。撰写开题报告和翻译外文资料; 2.2022-3-3~2022-3-9 查阅相关资料,确定单激励超声椭圆振动车削装置总体结构设计; 3.2022-3-10~2022-3-30 单激励超声椭圆振动车削装置总体结构设计; 4.2022-3-31~2022-4-13 单激励超声椭圆振动车削装置的有限元仿真。 5.2022-4-14~2022-4-20 完成结构部件图与装配图的绘制 6.2022-4-21~2022-5-7 撰写设计说明书,20日上交毕业设计论文初稿。 7.2022-5-8~2022-6-9 整理完善所有毕业设计文档资料,上交全部资料的打印稿和刻制光盘的电子稿。 8.2022-6-10~2022-6-21 毕业设计答辩准备,参加毕业设计答辩。 |
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。