基于超聲橢圓振動輔助的表面微織構切削加工技術研究.pdf

1、針對表面微織構制造中存在的效率和織構形狀適應性的問題，本文以超聲橢圓振動輔助切削微織構為研究對象，采用理論分析與實驗研究相結合的方法，對超聲橢圓振動輔助切削微織構中超聲橢圓振動輔助切削裝置的設計、微織構切削的調控建模和微織構切削加工仿真技術進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴進行了超聲橢圓振動輔助切削裝置的設計、分析與運動學建模。采用有限元方法對設計的超聲橢圓振動輔助切削裝置進行不同結構組成下共振頻率、刀尖橢圓軌跡以及振動穩(wěn)定

2、性的仿真與分析；根據(jù)振動裝置幾何結構、換能器和柔性鉸鏈的運動學原理，建立振動裝置的運動學模型，根據(jù)運動學模型驗證在一定激勵下裝置能可靠超聲橢圓軌跡。⑵開展了超聲振動裝置的性能測試?？紤]加工目標織構對振動裝置的性能要求，通過建立性能測試系統(tǒng)對超聲振動裝置固有頻率、振型測試，簡諧激勵相位差、幅值響應測試，簡諧激勵幅值階躍響應跟蹤進行測試與測試數(shù)據(jù)分析；根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)建立刀尖運動軌跡與簡諧激勵幅值的關系。⑶提出了超聲橢圓振動切削的調控建模

3、與仿真方法?？紤]目標織構形貌參數(shù)和分布參數(shù)，由刀具幾何特征、機床切削用量、工件特征建立微織構的切削軌跡方程；考慮裝置振動參數(shù)，離散切削軌跡到橢圓振動軌跡控制點，分析橢圓振動及刀具對織構形貌的影響，設計了補償算法，由補償算法得橢圓振動切削的軸長控制序列；根據(jù)刀尖運動軌跡與簡諧激勵幅值之間的關系得激勵幅值控制序列，建立超聲橢圓振動裝置調控模型；根據(jù)調控模型，基于MATLAB GUI平臺開發(fā)橢圓振動輔助切削的工件表面形貌仿真軟件。⑷進行了基于