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基于VB平台迭代法优化设计超声变幅杆

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  • 发布时间:2014-10-19
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在现代超声技术中,特别是在高声强超声设备的振动系统中的设计计算很重要。由于在振动系统中必须精确计算超声变幅杆。超声变幅杆的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大,或将超声能量集中在较小的面积上,即聚能作用。超声换能器辐射面的振动幅度在 20kHz范围内只有几微米,而在超声切削应用中,辐射面的振动幅度-般需要几十到几百微米,因此必须在换能器的端面连接超声变幅杆,将机械振动振幅放大。

对于超声变幅杆,不管是哪种形式,长度最好是谐振长度的半长或全长,因此长度的计算越精确越好。-般采用牛顿迭代法来解,但众所周知,手工进行牛顿迭代法计算耗时长,计算准确度不高,容易出错,无法满足现代生产的需要。因此采用 VB编程计算是最优的方法。

2 超声变幅杆的设计 J超声振动切削是通过把超声振动引入加工过程中,给刀具以适当方向、-定频率和振幅的振动,以加速加工过程和改善切削效能的加工方法。加工特点如下:①可提高表面质量:尺寸精度误差平均 3 txm,粗糙度RaO.3xm;②提高刀具寿命:实践应用下来可延长40~60倍;③提高生产效率:比-般加工方法提高 2-3倍;④可扩大切削加工的范围:使-些高强度、高硬度的加工成为可能。超声振动切削加工示意图如图 1所示 。

,I, I斗图 1 超声振动切削加工示意图1.超声发生器 2.换能器 3.变幅杆 4.谐振刀杆5.节点压板 6.刀头 7.工件初始设定为:圆锥变幅杆,长度 。,宽端半径 R。,窄端半径 :,中孔半径 R ;变幅杆如图2所示;圆锥形变幅杆的工作频率 2x104,即20 kHz;圆频率 2 ,45钢中的声速c5.196x106 mm/s;Ac/f,计算频率因数。

收稿日期:2013-02-05作者简介:杨晓燕(1983-),女,江苏盐城人 ,工程师,主要从事机械设计方面的工作。

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