五轴联动超声振动小型加工中心结构设计开题报告

超声振动切削技术是在上世纪五十年代提出和发展起来的,它是一种在传统刀具上施加高频、小振幅振动,用来提高加工精度和效率的新型加工方法。超声振动切削技术的出现弥补了传统切削技术在难加工材料和精密加工等领域的不足。与传统切削技术相比,超声振动切削技术具有减小切削力、切削温度,降低加工表面粗糙度,提高加工精度,增加刀具使用寿命,抑制毛刺和积屑瘤的产生等优点。超声振动切削的这些优点在航空航天、汽车工业、微切削等领域具有广阔的应用前景。

利用这种振动切削，在普通机床上就可以进行精密加工，圆度、圆柱度、平面度、平行度、直线度等形位公差取主要决于机床主轴及导轨精度，最高可达到接近零误差，使以车代磨、以钻代铰、以铣代磨成为可能。与高速硬切削相比，不需要高的机床刚性，并且不破坏工件表面金相组织。在曲线轮廓零件的精加工中，可以借助数控车床、加工中心等进行仿形加工，可以节约高昂的数控磨床购置费用。

本课题主要以BT系列刀柄为基础，在现有的设备中做出最大的实验测试并争取获得突破具体研究内容有：

（1）超声波振动切削原理。

（2）研究并设计超声波振动切削装置。

（3）有限元分析设计合理性。

（4）查看实物能否投放入市场。

预期目标：

1.做出设计好的超声波振动切削装置。

2.用简单的实验/测试方式来验证这套超声波振动切削装置能完好运行。

3.进行实验，测试实验数据是否与理想数据相接近，并且改善原有设计。

（1）通过文献研究法，调查法进行课题分析研究，使用三维绘图软件进行绘制设计，再利用ansys有限元分析分析设计可行性

（2）通过实验方法，借助现有的BT系列刀柄进行实验，加入设计的超声波发生器、换能器、变幅杆等一系列装置从而完成超声波振动切削。

（3）电能传输采用非接触式电能传输，用瓷罐/磁环来实现，刀柄安装在对应加工中心上进行实验。

（4）在进行试验后，做比较实验，将实验样品进行与原本切削方法进行比较，得出结论，最终在原有的ansys有限元分析的基础上，结合实际做出对总设计的一个分析判断。