超聲縱扭復(fù)合振動銑孔裝置的研究.pdf

1、在航空航天結(jié)構(gòu)中，復(fù)合材料、鈦合金、陶瓷材料等因其優(yōu)越的性能被廣泛使用。在結(jié)構(gòu)裝配過程中，需要在零件上加工大量的連接孔。傳統(tǒng)的孔加工工藝針對這些難加工材料，加工質(zhì)量難以達到要求。近年來國內(nèi)外將螺旋銑孔技術(shù)應(yīng)用到難加工材料的孔加工上，并獲得了較好的加工效果。為了進一步提高在難加工材料上制孔的精度和效率，本課題將超聲振動切削技術(shù)應(yīng)用在螺旋銑孔中，形成縱扭復(fù)合振動銑孔這一加工方法。通過運動學(xué)分析，研究了其切削過程的特點。并對縱扭復(fù)合振動的裝置

2、進行了設(shè)計和實驗研究。
　　本文首先建立了縱扭復(fù)合振動銑孔的運動學(xué)模型，仿真分析了刀具相對于工件的運動軌跡，以及振動參數(shù)對刀尖軌跡形狀的影響。根據(jù)切削軌跡的特征，分析了縱扭復(fù)合振動銑削的過程，建立了切削厚度和切削時間比的數(shù)學(xué)模型，并研究了切削參數(shù)和振動參數(shù)對它們的影響規(guī)律，為選擇合適的加工參數(shù)提供了理論依據(jù)。
　　基于縱扭復(fù)合振動銑孔的理論分析，設(shè)計超聲縱扭復(fù)合振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。首先，根據(jù)一維縱振換能器和變幅桿的理論計算模型，

3、設(shè)計了一維超聲縱振系統(tǒng)，并對其進行了仿真驗證。在一維縱振結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了帶斜槽的縱扭復(fù)合振動變幅桿，并從理論上分析了該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱扭復(fù)合振動的原因。
　　為了得到滿足振動參數(shù)的縱扭復(fù)合振動變幅桿，用有限元方法對變幅桿的振動特性進行了分析，根據(jù)分析結(jié)果研究了變幅桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對其縱扭振型固有頻率的影響規(guī)律以及螺旋槽的角度對振幅的影響規(guī)律。最后，對變幅桿結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計，使結(jié)構(gòu)的縱扭振動頻率更接近設(shè)計值。
　　考慮實際應(yīng)用中