1. 研究目的与意义
海绵等多孔弹性材料因其分子链长、韧性强、密度小、弹性好等优点,在生活和工业中具有较广泛的用途。但是海绵等多孔弹性材料弹性模量较小,在轻微压力下易于变形并且倾向于通过压缩抵抗向下的作用力。在生活品或工业品中,有许多情况需要在多孔弹性材料上成型通孔结构,但由于材质的特性,使其成型非常困难,特别是孔的尺寸较小并且精度要求较高时,更是难上加难。
目前的方法主要有三种,一种是在模具中直接成型,一种采用电热丝在多孔弹性材料上开孔,还有一种就是通过高速旋转刀具在多孔弹性材料上钻孔,但多孔弹性材料在旋转刀具作用下,会轴向受到水平和扭转的力,导致多方向形变,为了保证加工的孔圆度、尺寸和轴向水平度则必须通过人工操作随时调整受力来实现,即使这样也存在较高的次品率,所以加工成本高,效率低;
本课题就是通过高频振动的方式在海绵上轻松打孔,打孔过程稳定,孔径尺寸精度高,孔壁表面平整无损伤,产品合格率大幅提升,生产效率明显提高。
2. 研究内容和预期目标
针对高速旋转刀具在多孔弹性材料上钻孔的海绵打孔工艺,改善多孔弹性材料在旋转刀具作用下,会轴向受到水平和扭转的力,导致多方向形变,为了保证加工的孔圆度、尺寸和轴向水平度则必须通过人工操作随时调整受力等诸多问题,提出一种超声振动海绵打孔装置。
利用高频振动打孔的方式,解决弹性多孔材料打孔的多向形变问题,提高在海棉打孔上打孔过程中的稳定性,提高孔径尺寸的精度,使孔壁表面平整无损伤,大大提高打孔海绵产品的合格率,显著提高海绵打孔生产的效率,为海绵打孔工艺提供切实高效的打孔工艺方案。
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,学习超声振动原理,设想海绵打孔装置的各个组成部分,包括换能器、变幅杆。
4. 参考文献
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5. 计划与进度安排
1.2022-2-26~2022-3-2 查阅资料,了解超声振动海绵打孔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;
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