不锈钢阀芯外圆柱超声珩磨装置设计及试验研究

【摘要】与普通珩磨技术相比，超声振动珩磨技术有切削力小、切削温度低、切削精度高、工具寿命长、切屑易处理等优势。传统的超声振动珩磨技术均是针对圆柱体内表面质量而言，而在实际工业应用中，圆柱体外表面质量好坏也大大影响零部件使用范围和寿命。本研究对该现状进行了分析，将提高圆柱体外表面质量为目的，研制了超声振动外圆柱珩磨装置，并利用不锈钢作为加工工件进行试验研究，同时根据该加工的特殊性，设计了合理的珩磨装夹工具，提出了本试验的润滑形式。本文完成的主要内容有：（1）根据传统超声振动珩磨的振动特性和运动特点，分析了超声振动外圆柱珩磨振动形式。以单颗磨粒为研究对象，建立了珩磨加工过程中单颗磨粒的耦合颤振模型，从物理模型转化为数学模型，得到数学微分方程式，利用该方程进行耦合颤振的稳定性分析。（2）以M4215珩磨机为条件，对超声振动外圆柱珩磨装置中的关键部件进行了设计。在本文中，利用压电等效电路法对关键部件超声换能器、变幅杆、弯曲振动圆盘进行了设计，得出各部件的压电等效电路图及等效阻抗，最后进行一体化设计，通过一体化等效电路之间的关系，计算各关键部件的设计尺寸。（3）通过所设计的关键部件，得出超声振动外圆柱珩磨装置；根据装置、加工工件形状和尺寸、实际加工条件对珩磨的工件固定进行了分析，设计出合理、可行的珩磨夹具；结合实际加工条件和加工装置的运动规律，提出对加工区进行即时润滑。（4）利用所设计的超声振动外圆柱珩磨装置，对珩磨头体旋转速度、珩磨往复速度、珩磨深度各参数进行试验，并分析试验结果。
【作者】张小强；
【导师】祝锡晶；高志红；
【作者基本信息】中北大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】超声振动；外圆柱珩磨；压电等效；试验研究；

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