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超声振动车削装置设计 总被引:2,自引:0,他引:2
在切削加工领域,提高加工精度方法很多,其中一个非常重要的研究方向在于努力减小切削过程中的切削力和切削热。超声振动切削技术在降低切削力和切削热方面有重要的作用,可以较好地解决难加工材料、难加工零件以及精密加工等方面的一些工艺问题。为了推广应用这项新技术,文章基于超声振动切削理论,设计了一套超声振动车削装置,为实现黑色金属薄壁零件的精密加工提供了新的途径。 相似文献
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大尺寸矩形断面超声变幅杆固有频率的研究 总被引:7,自引:0,他引:7
超声变幅杆是功率超声技术中换能器振动系统的一个重要组成部分,本文利用表观弹性法研究了大尺寸矩形断面超声变幅杆的耦合振动,推出了常用的几种单一变幅杆(指数形,圆锥形,悬链线及阶梯形)的频率设计公式,为大尺寸矩形变幅杆的频率设计及计算提供了一种简单易行的方法,实验表明,利用本文公式设计的大尺寸矩形断面变幅杆,实测共振频率与理论计算频率基本一致,与一维振动理论的结果相比,利用耦合振动理论得出的变幅杆共振频率更加接近于测量值。 相似文献
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鉴于风力发电机组主轴的复杂工作情况和疲劳断裂失效形式,提出一种基于表面强化技术的超声辅助滚压加工系统。首先基于运动合成原理,获得了滚轮接触线的运动轨迹特征,并应用ANSYS/LS-DYNA软件分析了加工过程的特点。之后,基于一维振动理论、等效波长理论与牛顿迭代理论,推导并求解了复合变幅杆的频率方程,实现了该复合变幅杆的纵向振动。通过对该变幅杆进行有限元仿真分析与振动特性测试,结果表明二者相对设计频率的偏差仅在0.817%以内。最后,通过对40Cr主轴进行超声辅助滚压测试,获得了粗糙度Ra 0.085μm和表面硬度32.2 HRC的加工表面,较普通滚压加工粗糙度降低了69.1%,显微硬度提高了60%。 相似文献
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对左、右段为圆柱型、中间段为变截面杆的三段式复合扭振超声变幅杆给出了频率方程和参数计算通式据此得出中间段l2分别为指数型、类国雄型、类悬镇线型和类余弦型,而l1=l3≠0,或l1≠0;或l3≠0的各种组合复合杆的参数计算式,并算出了其参数值,给出了主要参数曲线.测试了十组典型试件的谐振频率和放大系数,实验结果与理论值基本一致,本法可组合成许多适应各种用途的扭振复合杆 相似文献
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对左、右段为圆柱型、中间段为变截面杆的三段式复合扭振超声变幅杆给出了频率方程和参数计算通式据此得出中间段l2分别为指数型、类国雄型、类悬镇线型和类余弦型,而l1=l3≠0,或l1≠0;或l3≠0的各种组合复合杆的参数计算式,并算出了其参数值,给出了主要参数曲线.测试了十组典型试件的谐振频率和放大系数,实验结果与理论值基本一致,本法可组合成许多适应各种用途的扭振复合杆 相似文献
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鉴于风力发电机组主轴的复杂工作情况和疲劳断裂失效形式,提出一种基于表面强化技术的超声辅助滚压加工系统;首先基于运动合成原理,获得了滚轮接触线的运动轨迹特征,并应用ANSYS/LS-DYNA软件分析了加工过程的特点;之后,基于一维振动理论、等效波长理论与牛顿迭代理论,推导了并求解了复合变幅杆的频率方程,实现了该复合变幅杆的纵向振动。通过对该变幅杆进行有限元仿真分析与振动特性测试,结果表明二者相对设计频率的偏差仅在0.817%以内。最后,通过对40Cr主轴进行超声辅助滚压测试,结果获得了粗糙度Ra 0.085μm和表面硬度32.2HRC的加工表面,较普通滚压加工粗糙度降低了69.1%,显微硬度提高了60%。 相似文献
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超声弯曲模式变幅杆的振动分析 总被引:5,自引:0,他引:5
介绍了用传递矩阵分析超声弯曲变幅杆的方法,推导了变幅杆的频率方程、放大系数、形状因子的表达式。作为方法的应用例,对圆锥形变幅杆进行了一些数值计算。最后进行了验证。结果表明传递矩阵法是弯曲变幅杆分析的有效方法。 相似文献
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超声辅助磨削在硬脆材料的加工中应用广泛。为研制以杯形砂轮为加工工具的超声辅助磨削主轴附件式工具系统,建立了杯形砂轮变幅器的理论模型,推导了其频率方程,并通过Matlab开发了杯形砂轮变幅器设计软件。利用该软件结合有限元分析对杯形砂轮变幅器进行了设计。将研制的杯形砂轮变幅器与BT40刀柄一体化外套筒、导电滑环装配组成了杯形砂轮超声辅助磨削主轴附件式工具系统。对该超声振动系统进行了阻抗分析试验及超声谐振试验,结果表明,该超声振动系统阻抗性能较好,能够使杯形砂轮产生稳定的超声振动,验证了所提出的设计方法的正确性,为主轴附件式超声磨削装置的设计提供了理论参考。 相似文献
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介绍在普通数控车床上准确加工母线含非圆曲线的超声变幅杆的两种通用程序的编制方法及应用。方法一以等弦长划分待加工曲线决定节点,以平均曲率半径作为插补圆半径,以C语言编制出加工代码生成软件。方法二采用VB6编程,使用双圆弧法进行插补,伸缩步长法进行误差控制和决定节点,可设定并控制插补误差理论值,运行时生成的NC代码指令条数少,适应任何超声变幅杆的加工,界面友好易用。上述两程序在进行切削加工前,均可全程模拟加工过程。两软件经分别在GSK-928和G-CNC6135A(G)数控车床上应用,效果良好。而第一软件较完善。 相似文献
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为了进一步改善超声喷丸强化质量,提升工件表面残余应力和显微硬度的均匀性,对压电振子阵列型超声喷丸强化加工系统进行了改进,提出了在强化加工过程中辅助工件往复运动的方法。对改进后的压电振子阵列型超声喷丸强化加工原理进行了阐述,分析了激振片的振动特性并进行了结构尺寸优化,应用Abaqus对工件往复运动下超声喷丸强化过程进行了仿真研究,分析了在不同的工件往复运动频率下,工件表面残余应力分布情况。实验测试了在不同喷丸强化时间及工件往复运动频率下超声喷丸强化加工质量,探究了喷丸时间和工件往复运动频率对工件表面显微硬度的影响。结果表明:在压电振子阵列型超声喷丸强化过程中辅助工件往返运动,可以有效提高工件表面残余应力和显微硬度分布的均匀性,工件表面强化质量得到提升。 相似文献
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The results of measurements using ultrasonic diffraction grating spectroscopy (UDGS) are found to be dependent upon the particle size of the slurry. This illustrates the emergence of a new technique for measuring particle size. Theoretical calculations are underway to describe and predict them as well. The ultrasonic grating surface is in contact with the slurry. The diffraction grating was formed by machining triangular grooves with a periodicity of 483 microm on the flat surface of an aluminum unit with send and receive transducers fastened to it. For this experimental configuration, the ultrasonic beam strikes the back of the grating at an incident angle of 30 degrees and produces a transmitted beam of spectral order m=1 in the slurry. The angle of this transmitted beam changes with frequency and, at the critical frequency of 3.47 MHz, it is located at an angle of 90 degrees. The receive transducer measures the reflected m=0 beam at an angle of 30 degrees. At a frequency slightly less than the critical frequency, the m=1 transmitted beam no longer exists and its energy is shared with all other beams. Therefore, due to energy conservation, the signal in the receive transducer exhibits a peak at the critical frequency. During the transition, the wave interacts with the particles of the slurry and ultrasound amplitude is reduced. Therefore, the peak observed by the receive transducer is reduced, compared to that for water. Data have been obtained for slurries of polystyrene spheres, ranging in size from 215 microm to 463 microm, and for weight percentages of 1-12%. Polystyrene spheres of different diameter show differing amounts of energy loss and thus, particle size identification is possible. 相似文献
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S. Hirsekorn U. Rabe W. Arnold 《Applied Physics A: Materials Science & Processing》2001,72(7):S87-S92
In dynamic force microscopy the cantilever of an atomic force microscope is vibrated at ultrasonic frequencies in the range of several 10 kHz up to several MHz while scanning a sample surface. The amplitude and phase of the cantilever vibration as well as the shift of the cantilever resonance frequencies provide information about local sample surface properties. In several operation modes of dynamic force microscopy, for example force modulation microscopy, tapping mode or atomic force acoustic microscopy, the sensor tip is in contact with the sample at least during a fraction of its vibration cycle. The periodic indentation of the tip with the sample surface generates ultrasonic waves. In this paper, the ultrasonic radiation of a vibrating cantilever into a sample and its contribution to the damping of the cantilever vibration are calculated. The theoretical results are compared to experiments. 相似文献
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The ultrasonic diffraction grating is formed by machining triangular grooves, 300 microns apart, on a stainless steel surface. The grating surface is in contact with the liquid or slurry. The ultrasonic beam, traveling in the solid, strikes the back of the grating and produces a transmitted m=1 beam in the liquid. The angle of this beam in the liquid increases with decreasing frequency and the critical frequency FCR occurs when the angle is 90 degrees. At frequencies below FCR, this m=1 wave does not exist and its energy is shared with other types of waves. The signal of the reflected m=0 wave is observed and an increase is observed at FCR. This information yields the velocity of sound in the liquid and particle size. 相似文献