本文選題：超聲振動(dòng)系統(tǒng)研制 + 動(dòng)力學(xué)分析�。� 參考：《揚(yáng)州大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著科技發(fā)展進(jìn)步,高新技術(shù)產(chǎn)品不斷向小型化、高精度化方向發(fā)展,同時(shí)新型材料的不斷采用,使材料越來越難加工,加工精度與表面質(zhì)量要求也越來越高。對于這些問題與要求,超聲復(fù)合電解加工技術(shù)因具有精度高、表面質(zhì)量好、效率高等獨(dú)特復(fù)合技術(shù)優(yōu)勢,已成為高硬度、高韌性金屬零件精微加工的一種重要方法。根據(jù)超聲復(fù)合電解加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題,本文以“超聲壓電振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、研制以及超聲復(fù)合電解加工技術(shù)材料去除效率”作為研究內(nèi)容。論文分析超聲振動(dòng)系統(tǒng)的兩種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及存在問題,提出一種超聲復(fù)合電解加工振動(dòng)系統(tǒng)新設(shè)計(jì)方法。根據(jù)超聲復(fù)合電解加工技術(shù)對超聲振動(dòng)系統(tǒng)的性能要求,利用超聲振動(dòng)理論,設(shè)計(jì)壓電換能器、多種變幅桿和工具電極;理論分析、計(jì)算磁性懸浮恒接觸力工作臺在加工時(shí)的振動(dòng)位移,與實(shí)際檢測結(jié)果相比較,發(fā)現(xiàn)二者一致性很高且很小,加工中可忽略工作臺的振動(dòng)位移,簡化分析與計(jì)算;另外,通過增大工作臺剛度系數(shù)可使其振幅進(jìn)一步減小,有利于加工過程穩(wěn)定。運(yùn)用ANSYS壓電耦合模塊,研究壓電換能器中壓電陶瓷片組合與輸出位移幅值之間的關(guān)系；對指數(shù)形和階梯形超聲振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,從后處理中得到位移節(jié)點(diǎn)、應(yīng)力極大點(diǎn)和振動(dòng)系統(tǒng)工具電極端面的振幅等參數(shù),將這些參數(shù)與理論計(jì)算值相比較,可得指數(shù)形超聲振動(dòng)系統(tǒng)吻合度最高；對指數(shù)形與階梯形超聲振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),根據(jù)優(yōu)化數(shù)據(jù)制作超聲振動(dòng)系統(tǒng)(壓電換能器、變幅桿、工具電極)；利用激光微位移傳感器檢測超聲振動(dòng)系統(tǒng)工具電極端面振幅,與有限元分析結(jié)果相比較,驗(yàn)證了基于超聲復(fù)合電解加工技術(shù)研制的超聲振動(dòng)系統(tǒng)可很好滿足各種性能要求�；趬汉蹟嗔蚜W(xué),針對硬脆材料建立超聲加工材料去除效率模型,分析材料去除率與各參數(shù)關(guān)系；根據(jù)法拉第定律建立硬韌導(dǎo)電材料在低電壓、低電導(dǎo)率、高頻脈沖電解加工時(shí)的材料去除效率模型,分析材料去除率與各加工參數(shù)的關(guān)系；研究單超聲、脈沖電解兩者間的相互作用關(guān)系,建立硬韌導(dǎo)電材料超聲復(fù)合電解加工材料去除效率模型,分析超聲、電解作用在復(fù)合加工過程中能量作用關(guān)系。采用組合電加工技術(shù)制作多種截面工具電極,利用研制的超聲振動(dòng)復(fù)合電解加工系統(tǒng),進(jìn)行單超聲加工,驗(yàn)證系統(tǒng)工作可靠、穩(wěn)定以及材料特性對材料去除效率的影響規(guī)律；進(jìn)行超聲復(fù)合電解加工基礎(chǔ)試驗(yàn),得出不同加工參數(shù)(占空比、電導(dǎo)率、電壓)對材料去除效率的影響規(guī)律,驗(yàn)證脈沖電解材料去除效率模型的有效性；通過單超聲與超聲復(fù)合電解加工對比試驗(yàn),探討單超聲、脈沖電解與超聲復(fù)合電解三者之間材料去除效率及能量作用關(guān)系。論文最后對超聲復(fù)合電解加工振動(dòng)系統(tǒng)研制和試驗(yàn)研究進(jìn)行總結(jié),提出現(xiàn)有系統(tǒng)及去除效率模型的適用條件、存在問題及完善措施。
[Abstract]:According to the present situation and existing problems of ultrasonic composite electrolytic machining technology , this paper presents a new design method of ultrasonic composite electrolytic machining vibration system . According to the present situation and problems of ultrasonic composite electrolytic machining technology , this paper presents a new design method for ultrasonic composite electrolytic machining vibration system .
The dynamic analysis of the exponential and stepped ultrasonic vibration system is carried out , and the parameters such as the displacement node , the maximum stress point and the amplitude of the end face of the tool electrode of the vibration system are obtained from the post - treatment , and the parameters are compared with the theoretical calculation values , so that the coincidence degree of the exponential ultrasonic vibration system is highest ;
The ultrasonic vibration system ( piezoelectric transducer , horn and tool electrode ) is designed according to the optimized data .
The amplitude of the end face of the tool electrode of the ultrasonic vibration system is detected by the laser micro - displacement sensor , and compared with the result of the finite element analysis , the ultrasonic vibration system developed based on the ultrasonic composite electrolytic machining technology is verified to meet various performance requirements well . Based on the indentation fracture mechanics , an ultrasonic machining material removal efficiency model is established for the hard brittle material , and the removal rate of the material is analyzed and the parameter relationships are analyzed ;
establishing a material removal efficiency model of the hard and flexible conductive material at low voltage , low conductivity and high frequency pulse electrolysis according to Faraday ' s law , and analyzing the relationship between the material removal rate and each processing parameter ;
This paper deals with the interaction between single ultrasonic and pulse electrolysis , establishes the model of removing efficiency of ultrasonic composite electrolytic processing material of hard and tough conductive material , analyzes the relationship between ultrasonic and electrolytic action in the composite machining process .
The effect of different machining parameters ( duty cycle , conductivity and voltage ) on the removal efficiency of material was obtained by means of ultrasonic combined electrolysis process , and the validity of the model was verified .
This paper deals with the relationship between single - ultrasound , pulsed electrolysis and ultrasonic combined electrolysis for the removal efficiency and energy - effect relationship between single - ultrasound , pulsed electrolysis and ultrasonic combined electrolysis . Finally , the development and experimental study of ultrasonic composite electrolytic machining vibration system are summarized , and the applicable conditions , problems and improvement measures of the existing system and removal efficiency model are put forward .
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG66

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本文編號：1990587