難加工材質(zhì)圓柱件的外圓超聲珩磨裝置設(shè)計及試驗研究.pdf

1、鈦合金和不銹鋼等難加工材料因為其超高強度、高硬度、耐疲勞等優(yōu)越的材料性能，被越來越多的應(yīng)用于機械行業(yè)中。但是以上材料通過普通加工手段進行加工后，難以得到良好的表面質(zhì)量，珩磨加工作為精密特種加工的一種，對難加工材料有良好的加工效果。超聲珩磨技術(shù)在保持了珩磨加工優(yōu)點的同時，克服了普通珩磨中油石易堵塞的問題，進一步提高了加工精度和加工效率。常規(guī)超聲振動珩磨技術(shù)的加工對象主要為內(nèi)圓表面，但在實際加工中，軸類零件的外圓表面也常常需要較高的表面質(zhì)量

2、。針對這樣的研究現(xiàn)狀，本文對超聲振動外圓珩磨加工的加工機理進行了研究，同時結(jié)合實際加工設(shè)計出一套試驗裝置，以TC4鈦合金和SUS304不銹鋼為試驗對象進行了試驗研究。本文的主要研究內(nèi)容以及取得的成果如下:
　　1.首先對磨削中單磨粒的受力進行了分解，并對磨削力進行了建模，對其數(shù)學表達式進行了求解;其次分析了功率超聲外圓珩磨的運動形式及其加工機理，分析并建立了徑向振動中超聲外圓珩磨磨粒材料去除的模型。
　　2.對關(guān)鍵部件進行設(shè)

3、計。根據(jù)頻率方程并結(jié)合邊界條件設(shè)計壓電換能器;運用波動方程和質(zhì)點振動位移函數(shù)確定超聲變幅桿的尺寸參數(shù);依照一體化設(shè)計思想確定珩磨頭部分尺寸，修正變幅桿尺寸。對以上各部件的設(shè)計進行用ANSYS仿真，確認其合理性;根據(jù)試驗用車床的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定試驗裝置的裝載方案。
　　3.利用設(shè)計的試驗裝置進行正交試驗，分析油石粒度、工件回轉(zhuǎn)速度和珩磨深度等試驗參數(shù)對普通珩磨后加工表面質(zhì)量的影響，在引入超聲振動后，進行對比試驗。記錄兩組試驗的試驗數(shù)據(jù)