本文關(guān)鍵詞：可更換刀具超聲波切割主軸的研制

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【摘要】：NOMEX蜂窩材料作為一種優(yōu)異的復(fù)合材料，在航天航空、汽車(chē)以及建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的高速銑削加工效率低，工件表面質(zhì)量差，加工粉塵多，環(huán)境和人生安全都得不到保障。如何提高蜂窩材料的加工效率，改善加工環(huán)境；如何滿(mǎn)足零件的復(fù)雜化和巨型化發(fā)展趨勢(shì)的加工要求，一直困擾著各大制造商。 針對(duì)以上問(wèn)題，將超聲波切割技術(shù)引入到NOMEX蜂窩材料加工領(lǐng)域，研制出適用于加工NOMEX蜂窩材料所使用的超聲波切割主軸，主要內(nèi)容分為以下七個(gè)部分： 第一章，介紹了NOMEX蜂窩材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能，國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及超聲波切割技術(shù)等三方面的內(nèi)容。 第二章，，從分析現(xiàn)有的超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合超聲切割的基本原理，研制了一套新型的可自動(dòng)更換刀具的超聲波切割主軸，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩套適用于不同場(chǎng)合的刀具自動(dòng)更換裝置。 第三章，分析數(shù)控機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)的工作原理和特性，將超聲波切割主軸與A/C軸雙擺角銑刀頭組合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)超聲波切割主軸的多軸擺動(dòng)，滿(mǎn)足零件復(fù)雜化發(fā)展趨勢(shì)的要求。 第四章，根據(jù)超聲加工的基本原理和超聲波切割技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)新型的超聲波切割主軸的核心部件超聲波聲學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)：運(yùn)用夾芯式壓電換能器的頻率方程，分析計(jì)算出了工作頻率20kHz的夾芯式壓電換能器的結(jié)構(gòu)尺寸；結(jié)合解析法和四端網(wǎng)絡(luò)法分析計(jì)算出了工作頻率20kHz的圓錐過(guò)渡段階梯形復(fù)合變幅桿的外形尺寸；結(jié)合NOMEX蜂窩材料結(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)了兩款適用于不同工況的切割刀具。 第五章，借助于有限元分析軟件ANSYS Workbench，分析了兩套不同的超聲波聲學(xué)系統(tǒng)的變形和模態(tài)性能，為超聲波切割主軸的理論研究以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。 第六章，利用激光位移傳感器對(duì)刀具振幅進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，刀具在超聲振動(dòng)作用下最大振幅為0.035mm，且分布在刀具最外沿；利用紅外線(xiàn)溫度測(cè)量?jī)x對(duì)超聲波切割主軸在工作過(guò)程中的溫度進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波切割主軸工作過(guò)程中溫度變化穩(wěn)定，沒(méi)有明顯升溫趨勢(shì)；利用超聲波切割主軸進(jìn)行了大量的切割實(shí)驗(yàn)，取切屑進(jìn)行分析，結(jié)果表明，切屑表面光滑，沒(méi)有毛刺，形體連續(xù)完整，滿(mǎn)足加工要求。 第七章，總結(jié)論文的主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)NOMEX蜂窩材料的超聲波切割主軸的進(jìn)一步研究工作進(jìn)行了探討和展望。
【關(guān)鍵詞】：NOMEX蜂窩材料 超聲波切割主軸 自動(dòng)換刀 聲學(xué)系統(tǒng) 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG663
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 NOMEX 蜂窩材料10-13
• 1.1.1 NOMEX 蜂窩材料結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)10-11
• 1.1.2 NOMEX 蜂窩材料的應(yīng)用及發(fā)展11-13
• 1.2 NOMEX 蜂窩材料的加工方法及研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 NOMEX 蜂窩材料加工方法13-14
• 1.2.2 NOMEX 蜂窩材料研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 超聲波切割研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 超聲波切割技術(shù)16-17
• 1.3.2 超聲波切割主軸研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文研究意義和內(nèi)容18-20
• 1.4.1 論文研究意義和目的18
• 1.4.2 論文主要內(nèi)容18-20
• 第2章 可更換刀具超聲波切割主軸總體設(shè)計(jì)20-33
• 2.1 現(xiàn)有超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 可更換超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-27
• 2.2.1 可更換超聲波切割主軸結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2.2 電機(jī)選擇24
• 2.2.3 主軸軸承24-26
• 2.2.4 集流環(huán)26-27
• 2.3 聲學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)更換裝置27-31
• 2.3.1 基于電機(jī)控制的刀具自動(dòng)更換裝置27-29
• 2.3.2 基于氣動(dòng)控制的刀具自動(dòng)更換裝置29-31
• 2.4 超聲波發(fā)生器31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 刀具擺動(dòng)裝置33-39
• 3.1 五軸聯(lián)動(dòng)33-34
• 3.2 五軸銑削的基本原理34-36
• 3.3 刀具擺動(dòng)裝置與超聲波切割主軸36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 可更換刀具超聲波切割聲學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-56
• 4.1 縱向振動(dòng)夾芯式壓電換能器39-45
• 4.1.1 壓電效應(yīng)與壓電材料40-41
• 4.1.2 夾芯式壓電換能器的頻率方程41-45
• 4.2 變幅桿45-53
• 4.2.1 單一變幅桿45-47
• 4.2.2 復(fù)合變幅桿47-49
• 4.2.3 圓錐過(guò)渡段階梯形復(fù)合變幅桿49-53
• 4.3 刀具53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 聲學(xué)系統(tǒng)的有限元分析56-69
• 5.1 圓錐過(guò)渡段階梯形復(fù)合變幅桿模態(tài)分析56-59
• 5.2 聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析59-68
• 5.2.1 圓形刀聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析59-64
• 5.2.2 尖形切割刀聲學(xué)系統(tǒng)模態(tài)分析64-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 超聲波切割實(shí)驗(yàn)69-75
• 6.1 超聲波切割刀具振幅檢測(cè)69-71
• 6.2 超聲波切割實(shí)驗(yàn)71-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 第7章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 回顧與總結(jié)75-76
• 7.2 今后工作展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：700902