一种超声波振动钻床主轴设计

提出了用于微小孔加工的轴向超声波振动钻床主轴设计方案和主轴各部 分结构尺寸确 定方法,介绍了换能器、变幅杆设计原理     

变幅杆解析型曲面的数控车削编程方法研究

针对变幅杆解析型回转曲面加工精度与效率不高的问题,研究了其循环指令与宏程序相结合的手工编程方法,加工了变化截面的变幅杆,通过谐振特性实验,验证了其宏程序编程与制造的准确性。此编程方法适用于系列变化的超声变幅杆加工,解决了变幅杆的加工精度问题,有助于提高超声变幅杆的加工精度和效率。     

小孔超声振动挤压加工用变幅杆的优化设计

为了设计小孔超声振动挤压加工用变幅杆,提出了一种复合型变幅杆的优化设计方法。采用多项式响应面法、克里金法和支持向量回归法构建了根据变幅杆的结构参数预测其性能参数的代理模型,评价了代理模型的精度。结合精度较高的代理模型,基于遗传算法对该复合型变幅杆进行了优化设计。经仿真实验验证了该优化方法的有效性。加工试验结果表明:所设计的变幅杆满足使用要求,加工效果理想。     

精密小孔的加工和测量

精密小孔的加工越来越多,精度要求也越来越高.而精密小孔的加工和测量都比较困难,要想达到精密小孔要求的尺寸精度、形状和位置精度,就要在加工过程中根据实际加工中存在的问题采取一系列相应的措施,其中使用精度较高的仪器进行测量,是保证加工精度和加工质量关键.为此,设计出一种精密小孔测量仪.     

变幅杆连接工艺对旋转超声加工质量影响的研究

超声旋转加工是一种适用于脆硬材料加工的新技术,它强化了原加工过程,其加工效率随着材料脆性的增大而提高,实现了低耗能的目标。在超声旋转加工中,超声加工工具与变幅杆的连接对超声振动共振频率和超声波加工性能有很大影响。本文在深入研究旋转超声加工基本原理的基础上,分析了旋转超声加工时能量传递系统的关键制件-变幅杆和工具杆对超声加工精度的影响,并对变幅杆和工具杆制造工艺及连接的方法进行了初步研究。     

超声电火花复合加工速度工艺试验研究

电火花加工的最大缺点是加工速度低，为了解决这个问题，人们进行了各种试验研究。其中超声电火花复合在加工小孔中可一定程度地提高加工速度，但就其作用机理和适用范围仍存在许多争论。本次试验在D703F高速电火花小孔加工机床上附加陶瓷换能器和变幅杆，通过夹紧装置将变幅杆与工具电极相连，实现电极超声振动的电火花小孔加工。在不同的电参数（电流强度和脉冲宽度）和电极参数（电极直径）下，进行了2种加工方法下的加工速度对比试验。找到了在加工小孔时，是否采用超声电火花复合加工工艺的分界点，对其增加加工速度的现象提出了新的解释。     

一种圆弧过渡阶梯型超声变幅杆的节点法兰优化与参数型设计

超声波塑料焊接的纵振变幅杆需要易于装夹的无振动法兰,但薄片状法兰不易保证足够的刚度和加工质量,而厚片法兰易造成变幅杆的共振频率偏移,针对上述问题,对一种圆弧过渡阶梯型变幅杆进行了初步设计。在变幅杆的节点位置添加了薄片状法兰,然后对薄法兰的外侧加块,再利用ANSYS Workbench的Shape Optimization工具对块结构进行了优化,实现了在质量增加较少的情况下保证法兰处的强度;之后以两圆柱的长度为设计变量,对变幅杆进行了参数型设计,修正了变幅杆的长度,使其共振频率在19. 75 k Hz～20. 15 k Hz范围内,且节点恰好位于法兰处。研究结果表明:优化后的变幅杆振型呈轴向阶梯型分布,法兰无振动且易于装夹,薄片状法兰式变幅杆质量为0. 85 kg;优化后的变幅杆质量为0. 914 kg,质量增长了7. 5%,等效应力减少了21. 4%,最大主应力减少了59. 6%。     

超声振动切削加工振幅的简易测量

超声变幅杆振幅位移是超声振动加工中表征功率超声系统输出声功率大小的重要性能指标,常用测量方法或者测量精度差,或者仪器昂贵、不易操作。本文介绍了超声振动数控加工振幅的两种简易测量方法,该方法具有仪器简单、操作简便和便于在加工现场测量、结果相对准确等优点,对于超声变幅杆的振幅测量具有实用性和可行性。     

带有成形工具头的超声抛光变幅杆研究

模具内腔抛光是模具加工的瓶颈,为了解决手持式超声抛光机低效率、加工品质不容易保证的问题,拟采用可以更换不同成形工具头的自动超声抛光设备,这就需要研究加上不同工具头后对超声变幅杆的影响.基于变幅杆设计理论和有限元分析技术,深入研究了加上成形工具头后整个变幅杆的纵振频率的变化情况,研究结果表明小型成形工具头对于整个变幅杆的纵振频率的影响可以忽略不计.     

超声电解复合加工装置的振动系统优化设计

为设计精密超声电解复合加工深小孔装置的振动系统,设计了1/2波长超声振动系统和以局部共振理论为指导的工具系统。基于波动方程,分别建立1/4波长超声换能器和变幅杆的解析模型,得到换能器和变幅杆的结构尺寸。借助有限元分析软件ANSYS对理论设计的变幅杆和超声振动系统进行动力学分析、压电分析和优化设计,得到了变幅杆和超声振动系统的优化模型。分析结果表明,有限元法对变幅杆和超声振动系统的设计制作具有指导意义,缩短了设计周期,降低了设计成本,所设计的超声振动系统具有良好的性能。