超声波椭圆振动切削研究

通过对纵向振动变幅杆的研究,提出了一种新型的以两个相互垂直方向同时激励的超声波椭圆振动切削系统的结构,分析了实现振动方式转换的机理,利用MATLAB对结构中刀尖轨迹进行分析,并利用有限元分析方法对变幅杆结构进行动力学分析.     

超声椭圆振动切削技术及装置应用研究现状及进展

首先,阐述了超声椭圆振动切削技术、原理及其装置特点,着重论述了装置各构成部分的特点及其主要应用类型与材料。其次,分析了国内外学者在双激励、单激励方式下实现纵弯、纵扭、双弯曲和弯扭等复合超声振动装置结构设计及其优化方面的研究成果与进展,并且比较了超声椭圆振动切削与传统加工在加工性能、工件表面质量和加工精度等方面的加工优势与适用范围,以及不同超声振动装置在各切削加工中所能获得的加工效果。最后,对超声椭圆振动切削装置的发展趋势进行了总结和展望,指出该装置发展将朝着结合能场的方向发展。     

超声波椭圆振动加工技术的研究进展

超声波椭圆振动加工是功率超声加工技术的重要分支之一,在硬脆性材料加工方面具有非常广阔的应用前景。综述了超声波椭圆振动加工系统的研究进展和超声波椭圆振动加工技术在车削、镗削、钻削、铣削、磨削、化学机械抛光、砂轮修整、表面滚压与焊接等方面的最新应用,最后对超声波椭圆振动加工技术的发展方向提出了一些建议。     

钛合金超声椭圆振动铣削参数对切削力的影响

钛合金航空薄壁结构件在铣削过程中受力形式复杂,切削力较大。超声椭圆振动切削的特点是切削刀具的刀尖按椭圆轨迹运动,进行高频间歇性切削,有助于降低切削力。铣削时改变切削参数将对切削力产生不同影响。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置,针对钛合金薄壁件进行实验,结果表明:相较于普通铣削,随着每齿进给量的增大,超声椭圆振动铣削均可减小钛合金薄壁件在铣削加工过程中的切削力,降幅可达35%以上。     

超声波振动拉管系统的失谐补偿研究

本文研究将超声波振动加工技术应用于拉管系统中由于负载的影响而导致系统振动失谐的问题。首先对换能器系统建立一维模型 ,定性地分析换能器及加工过程相关各参数对谐振特性的影响。进而通过对等效负载与系统谐振频率的关系的研究 ,提出通过频率适配装置进行失谐补偿的方法 ,并采用有限元仿真和试验的方法进行验证     

钛合金腹板高速超声椭圆振动铣削力研究

高速超声椭圆振动切削是使切削刀具刀尖附加椭圆振动进行的超声频断续切削,突破了超声振动加工对临界速度的限制。采用自行研制的螺纹式椭圆激励式超声振动铣削刀柄装置对钛合金腹板进行铣削试验,结果表明:随着高速超声椭圆振动切削的速度增大,切削力增幅明显,且相比于普通铣削所受到的切削力约少20%。     

超声波振动切削在生产中的应用

一、振动切削的方法与装置振动切削是近代出现的一种特殊的切削加工的方法。它是在切削加工的基础上,利用专门设置的振动驱动装置,使切削工具以振动频率 f、振幅 a,在切削方向上按正弦波形作强迫振动,并和切削速度 V 之间保持V<2πaf 的条件,才能够形成的一种脉冲式的变速断续的切削过程。振动切削需要设计一套声振系统,包括:振动源(即超声波发生器)、换能器、变幅杆及刀具。振动切削的生产应用取决于性能可靠的超声波发生器及振切装置的良好结构,例如:刀具与变幅杆的联接等等。     

三维椭圆振动切削系统模糊自适应滑模控制

三维椭圆振动切削被认为是目前最具潜力的机械加工方式,但是加工过程中的控制问题还未被很好的解决,特别是加工过程中对于外界干扰的自适应问题,为了在三维椭圆振动切削过程中实现控制方法的鲁棒性,根据所研制的一种三维椭圆振动切削装置独特的结构方式,首先分析了各个运动之间的串扰情况,并根据装置柔性铰链的特征建立了三维椭圆振动切削装置的动力学模型。提出了三维椭圆振动切削模糊自适应滑模控制的滑模函数与滑模控制律,并通过李雅普诺夫稳定性条件证明了所设计的滑模控制器系统稳定性,采用正弦信号数字实现模糊自适应滑模控制,位置跟踪在3 s内误差控制在0.005范围内,速度跟踪在0.4 s内控制在±0.05之内,能够达到满意的精度,系统模糊自适应滑模控制的模糊逼近也能在0.2 s内收敛,证明了三维椭圆振动切削系统采用模糊自适应滑模控制可以实现较强的鲁棒性。     

基于数学模型的摩擦焊接用电磁振动头动态特性研究

设计了一种新型结构的振动摩擦焊接用电磁振动头,通过变分原理和拉格朗日方程建立该新型电磁振动头的数学模型,利用该数学模型在Simulink中仿真研究该新型电磁振动头的动态特性。仿真结果表明:在电压一定时,振幅在系统谐振点附近显著增加;在不同频率的电流下,在系统谐振点附近的振幅亦可满足摩擦焊接过程的实际需要。仿真结果与实验结果相符,验证了该新型电磁振动头的实际工程应用价值。     

振动疲劳对压电悬臂板电激励响应的影响

针对压电智能结构的动力学设计,研究振动疲劳对双晶压电悬臂板电激励响应的影响。在电压激励下,测试压电悬臂板的自由端位移、致动层根部应变和传感层发电电压随振动循环次数的变化,分析激励电压幅值和电压波形对位移、应变及发电电压的影响,讨论位移响应、应变响应和发电电压响应随振动疲劳的变化情况。结果表明:在45~50 V的激励电压下,激励电压幅值越大,压电悬臂板的电致响应幅值下降越多,疲劳损伤速率越快;正弦波电压激励相较于三角波电压激励更容易导致振动疲劳;由于振动疲劳损伤的非线性,压电悬臂板疲劳损伤前后的位移?应变曲线斜率不再一致,而且疲劳损伤后共振时压电悬臂板根部应变降低。试验结果可为压电智能结构的动力学设计提供数据支撑。     

基于MSP430超声波点焊机频率跟踪控制

针对超声振动系统的谐振频率随负载变化发生漂移的问题,设计了一种基于MSP430控制器的超声波电源.采用电感串联和电容并联的方式实现振动系统的电端匹配;对逆变变压器原边采用串联谐振技术,减小开关损耗;利用MSP430内部ADC获取振动系统的电流和电压相位差的大小,根据鉴相器输出的频偏方向,调整MSP430输出PWM波的占空比,改变TL494输出频率,从而实现频率自动跟踪的闭环控制.试验结果证明,该控制方法具有检测精度高、动态响应速度快、频率跟踪稳定性好.     

开斜槽纵－扭复合振动阶梯形变幅杆设计

基于声波传播基本理论,探讨了单激励下斜槽传振杆实现纵-扭复合振动的机制。采用有限元分析方法研究了阶梯形复合变幅杆结构尺寸对其固有频率的影响规律,设计出了谐振频率在20 k Hz左右的纵-扭复合振动变幅杆。研究结果表明:谐振频率为20 498 Hz时该变幅杆能在纵向振动单激励下实现纵-扭复合振动,且振幅呈周期性变化。此研究结果可应用于超声纵-扭复合振动加工声学系统的设计。     

超声振动钻削声学系统的设计研究

通过对超声振动钻削系统的理论分析，给出了不同的纵向振动圆锥形变幅杆设计公式，分析了面积系数与谐振长度、位移节点、极大值点、放大系数和形状因素之间的关系。用实例分析了几种变幅杆的不同点，并指出设计超声振动钻削声学系统时推荐采用复合变幅杆。     

超声振动对ZL201合金挤压铸造件组织的影响

根据功率超声振动的原理和超声波具有功率和能量传输特点,将功率超声振动发生器通过装置与模具相连接,使超声波对浇入模具中的ZL201液态金属从下端施加超声振动,金属同时承受顶部的压力,液态金属在振动作用下流动、结晶、凝固成形.得出施加超声振动后ZL201挤压铸件组织更加细密的结论.     

超声波振动制备ZL101铝合金半固态浆料

研究了超声波振动制备ZL101铝合金半固态浆料中相关工艺参数对半固态微观组织的影响规律，并对超声波振动下半固态微观组织的形成机理进行了初步探讨。将熔体温度为630～660℃的ZL101铝液浇入特制样杯中，进行超声波振动或保温处理不同时间，然后取少量熔体水淬。对各种条件下的金相试样进行分析，结果发现，振动144s即可使α-Al初生晶粒平均直径达到90μm左右，平均形状系数达到O．5以上；预先对半固态熔体进行一段时间的振动，然后保温，晶粒平均形状系数先降低，后升高；随着超声时间与间隔时间的比值增大，其他条件相同时，可制备出更细小圆整的晶粒。     

超声波振动切削装置研制中的几个问题

简要介绍超声波振动切削装置用发生器的性能特点及对策,给出弯曲振动杆的一种最简便的准确算法——回归公式法,简述了谐振系统元、部件的一些测试方法和装置调试方法。     

大孔径和田玉超声波振动深孔钻削系统设计

根据和田玉材料高硬度、高韧性的特点,设计一种大孔径内排屑超声波振动深孔钻削系统。重点介绍了加工系统主要部件钻头、振动系统的设计。研究了大孔径、内排屑方式超声波深孔振动钻削理论,为后期研究和田玉超声波深孔加工机制及其裂纹预防策略提供了理论依据。     

超声波振动拔管换能器的设计

介绍了超声波振动拔管的原理，以及超声波振动拔管换能器的设计情况。     

快速判断板坯连铸机双缸式结晶器液压振动指标

结晶器液压振动在板坯连铸生产中具有重要的作用。传统检测装置在线检测振动参数难度比较大。本文通过示波器检测,计算结晶器液压振动装置的位移、振幅、相位差等参数,对振动系统的振动状态进行研究,并与专业检测机构的检测结果进行了对比。结果表明,可利用示波器对结晶器液压振动进行分析,为双缸式结晶器液压振动状态的检测与评价找到了一种简单而快捷的方法。     

超硬磨料砂轮超声振动修整新进展

硬脆材料精密高效的磨削水平取决于超硬砂轮的修整,随着硬脆材料的广泛使用,超硬磨料砂轮的修整技术也有了新的发展。本文简要叙述了目前一些修整方法的局限性并重点论述了超声波振动修整方法的修整机理以及不同的修整方式,并且对各种修整方式的特点和效果进行了分析。超声振动修整技术是一种高效的修整方法,修整后的砂轮获得了理想的砂轮形貌。其中,单激励椭圆超声振动修整技术是一种有效而低成本的新型修整方法,可以实现金刚石砂轮的高效修整。