采用ANSYS Workbench的超声振动铣刀模态分析

超声振动铣削是集超声加工与铣削加工为一体的复合加工方式,是硬脆性材料加工的一种有效方法,其关键在于铣刀在超声频率范围内获得稳定的振动状态以及达到一定的振幅,从而使超声振动加载之后实现能量利用的最大化.采用ANSYS Workbench软件对超声振动铣刀进行了模态分析,得出它的固有频率和振型图,通过对比找出其理想振型下的自振频率,并改变了铣刀的尺寸,使其固有频率符合设计要求.     

超声微振动车削

超声微振动车削是在超声振动车削基础上试验成功的一种新工艺。它的最大特点是振动功率和振幅都比较小,但同样可以获得超声振动车削的效果。能在尺寸精度,表面光洁度,表面质量上比普通车削有较大的提高,而且还具有比超声振动车削设计简单,制作容易,安装调整方便的优点。是一种很有发展前途的精密车削方法。超声振动切削的切削阻力小,切削温度低,刀具     

超声振动磨削陶瓷材料高效去除机理研究

基于压痕断裂力学,在工件横向施振超声振动平面磨削单颗磨粒受力分析基础上,建立了材料去除率综合数学模型;并就超声振动和普通磨削进行了对比试验研究。研究结果表明超声振动磨削陶瓷材料去除率与被加工材料的种类、磨削深度、砂轮磨粒粒度、超声振动的振幅以及磨削条件有着密切关系。同样磨削条件下,超声振动磨削陶瓷材料去除率是普通磨削的1.7~3.2倍,与理论模型相符合。试验结果表明超声振动磨削可以获得良好的加工表面,工件横向施振超声振动磨削是一种精密、高效加工新工艺。     

多模式超声振动等径角挤压超细晶纯铝成形机理研究

超细晶金属材料由于具有优异的力学性能,特别适合微小金属零件的塑性成形。大塑性变形法是制备超细晶金属材料的常用方法,等径角挤压法被认为是最具有发展前景的大塑性变形方法之一。传统等径角挤压需要通过多道次的应变量累积来获得超细晶材料,制备效率较低。将超声振动与等径角挤压过程相结合可以有效减小挤压成形载荷,提高等径角挤压制备超细晶的性能和效率。现有研究主要采用工具辅助超声振动模式,提出并研发基于工件辅助超声振动模式的等径角挤压成形工艺,并对不同超声振动模式1070纯铝等径角挤压成形机理进行对比研究,研究工具超声振动和工件超声振动两种不同振动方式对晶粒道次细化能力的影响规律。结果表明,随着超声功率的增大,工具超声振动和工件超声振动的超声软化效应逐渐增强,能更大幅度降低等径角挤压成形力,并提高晶粒道次细化能力。工件超声振动比工具超声振动更有利于吸收超声能量,从而能更有效提升超细晶金属的制备效率。     

超声振动修整砂轮的效果

用陶瓷结合剂CBN砂轮和金刚石砂轮磨削不锈钢作试验，分析了超声振动修整和普通修整的不同点，以及采用不同砂轮磨削不锈钢时的工件表面粗糙度变化情况。在不同的修整间距时获得的工件表面粗糙度是不同的，在较小的间距时获得的工件表面粗糙度较低，说明超声振动修整确实是一种较好的砂轮修整方法。     

基于超声振动辅助铆接技术研究

针对无人机中铆钉连接难成形问题,提出超声振动辅助铆接技术.通过仿真与试验结合的分析方法,进行了超声振动对铆接压力和干涉量影响的研究.结果表明,超声振动技术能有效降低铆接压力约20％,随着铆接速率的增加,超声振动降低铆接压力的效果逐渐弱化;超声振动辅助铆接技术可以获得较大且分布更均匀的干涉量,提高了铆接件的疲劳寿命.     

超声振动在细胞切剖中的应用

传统对细胞的微细切割方法,极易对细胞造成损害.针对这一问题,设计了一套超声振动微切剖系统.对此系统的超声振动单元结构及原理进行了分析,阐明了应用中的关键技术点--频率选择,并通过实验验证了超声振动对于减小细胞在切剖中的变形和损伤是非常有效的.     

光学玻璃亚表面损伤深度预测及实验研究

为了进一步揭示超声振动辅助磨削加工机理,建立了超声振动辅助磨削亚表面损伤深度与断裂韧性的预测模型,设计几何形状随机的单颗磨粒超声振动压痕实验和超声振动辅助磨削实验,调查两种情况下K9光学玻璃压痕变形区域形貌特征,提出一种适用于超声振动和非超声振动两种加载条件的等效断裂韧性计算方法,并通过超声振动辅助磨削实验来验证预测模型的可靠性。实验结果表明,超声振动可以有效增加K9光学玻璃抵抗断裂的能力,降低亚表面损伤程度,且预测模型与实验结果具有良好的一致性。     

超声振动电弧复合焊接特性研究

介绍一种超声振动-电弧复合焊接方法。焊接时对电弧直接施加超声振动,通过电弧将超声波压力传递到熔池中。试验表明,焊接电弧压力在施加超声振动后有明显提高,并且使电弧压力分布发生有益改变。用超声振动电弧复合焊方法对304奥氏体不锈钢进行堆焊实验,结果显示该方法能够改变焊缝熔化形式,增加熔深。     

弯曲振动圆盘振动参数设计方法

弯曲振动圆盘作为超声珩磨的重要传声组件，其参数设计好坏对加工效果起着至关重要的作用。文中通过对弯曲振动圆盘固有频率的几种计算方法与实验结果的比较，得出了合适的圆盘振动特性参数计算公式；通过实验，发现圆盘的振动是以弯曲振动为主，且存在一定反射波的迭加；论证了局部共振理论，是复合系统的某些频率与工具杆在固定一自由条件下的谐振频率一致或接近时出现的现象。所获得的结论，对弯曲振动圆盘的尺寸设计和应用具有一定的参考价值。     

圆柱直齿齿轮简化模型的弯曲振动特性研究

在超声珩齿加工中,齿轮既是被加工零件,也是振动系统的主要部件,其动力学特性和固有频率对振动系统的设计和优化至关重要。针对含轮毂、辐板、轮缘的齿轮结构特点,将其简化为一阶梯变厚度圆环盘,应用经典薄板理论推导了模型横向弯曲振动的频率方程,求得了其固有频率,并将计算结果与ANSYS模态分析结果进行了对比。结果表明:该简化模型的频率分析较为合理,且理论计算可以获得较高精度。     

功率超声珩磨缸套加工中谐振系统的试验研究

针对特种加工方法－－功率超声振动加工中的关键技术－－谐振系统的研究进行了一系列的试验研究，从为幅杆、弯曲振动圆盘、振子系统等方面进行了详细的介绍。     

超声珩齿加工工件对谐振频率影响的研究

将超声珩齿加工变幅杆和被加工齿轮组成的超声振动系统简化为变幅器,基于圆锥形变幅杆和环盘(被加工齿轮)组成变幅器的频率方程,导出齿轮半径、厚度变化对谐振频率的影响,以及变幅杆的调整规律,并运用有限元分析的方法对设计结果进行了验证,从而为变幅杆及工作频率的设计选择提供了依据。     

专用超声珩磨试验的CAT系统研制

该系统适用于超声振动珩磨试验,可以对超声振动加工的振幅、磨削区的珩磨温度和珩磨力３ 种不同特征的信号进行动态测试和快速处理。通过对数据的分析可以研究超声振动珩磨系统的局部共振特性,分析超声振动加工的加工性能,从而确定超声振动珩磨系统的设计准则。     

有色金属超声珩磨工具设计的关键技术研究

超声振动珩磨加工是实现有色金属内孔表面高精度高效率的有效方法.其关键技术是解决包括超声变幅杆的优化设计、珩磨油石配方的合理设计、有色金属材料珩磨易拉伤、珩磨油易渗入超声系统及油石磨损后不便于快捷更换等问题.针对有色金属超声珩磨在应用过程中所存在的关键问题,进行了深入的研究,并提出问题解决的方法和手段,消除了制约有色金属...     

超声珩齿指数型变幅器的动力学特性

超声振动可以有效地减小珩磨力,超声空化现象与切削液的共同作用对珩磨轮实现实时动态清洗,从而减小珩磨轮堵塞、提高加工效率,超声和珩齿进行复合加工是一种应用前景良好的齿轮精加工方法.超声珩齿的加工对象--齿轮,是一类特殊负载(直径大,厚度小),且对振动系统的加工频率影响大,在超声振动系统设计时,必须将变幅杆和齿轮组成变幅器进行全面考虑.鉴于此,根据应力耦合,将齿轮作为圆盘,采用指数型变幅杆,推导频率方程,对变幅杆的设计长度和变幅器振动频率进行数值分析,发现变幅杆的共振频率恰好是变幅器的失谐频率,变幅器的共振频率与变幅杆的固有频率也不相同,这能够为超声珩齿变幅器的设计提供理论依据.     

超声振动珩磨工艺参数优化的试验研究

利用自行研制的功率超声振动珩磨实验装置,对超声珩磨和普通珩磨的磨削效率进行了对比实验研究,并采用超声振动珩磨技术,对AZ91D镁合金材料进行了加工实验,以确定最佳油石参数及工艺参数。实验结果表明,超声珩磨在材料去除率和加工表面质量上均优于普通珩磨。实验获得的优化工艺参数可以满足对镁合金的实际加工需要。     

粗磨粒金刚石油石超声珩磨ZrO_2陶瓷的延性特征

通过粗磨粒金刚石油石普通和超声珩磨ZrO2 工程陶瓷的表面特征试验 ,分析了所产生不同结果的原因 ,给出了普通和超声珩磨速度对表面破碎率的影响。研究表明 :随着珩磨速度的提高 ,珩磨表面的破损率逐渐减小。对普通珩磨 ,在所给速度范围内 ,整个表面的破碎点面积总和均大于被观察表面的 30 % ,最大的达到70 %。而超声珩磨均可获得延性切削表面 ,破碎率均不大于 10 % ,磨粒刻划的延性痕迹十分清楚     

坦克发动机缸套超声珩磨系统

研制了用于加工坦克发动机缸套（ 孔径１５０ｍｍ）的超声珩磨系统样机,通过工艺试验优选了油石条参数及加工工艺参数。试验结果表明,该样机可满足坦克发动机缸套的珩磨加工要求。     

齿轮超声加工技术的研究综述与展望

齿轮超声加工相对于齿轮传统加工可以提高生产效率、延长刀具寿命、改善齿轮表面质量和齿形精度。结合功率超声振动加工特性和应用现状,阐明了齿轮超声加工研究与应用的必要性。详细论述了超声振动滚齿、研齿、齿轮电化学加工、珩齿的加工机理,实验研究与工艺效果。对齿轮超声加工机理材料去除模型研究、振动系统设计、新型刀具设计、生产应用等方面做出了展望。