旋轉超聲加工非接觸式供電理論及實驗研究.pdf

1、旋轉超聲加工機床由于其在普通機床上加入超聲換能器，使機床加工性能大為改善，現(xiàn)多用于陶瓷、玻璃等的硬脆材料的加工。而超聲換能器在旋轉的過程中需要為其供給高頻驅動電信號，傳統(tǒng)的旋轉超聲供電方式采用集流環(huán)接觸式的形式，這樣限制了旋轉超聲加工主軸轉速的提高以及不能方便換刀等。針對旋轉超聲接觸式供電缺陷，有學者確定通過采用非接觸式供電方式是一條可行的途徑，并做了些相關研究。本文結合非接觸式供電等效模型和超聲換能器特點，主要做了以下研究:
　

2、　1.綜合考慮非接觸式供電變壓器的體積隨頻率升高而減小、超聲換能器常用的頻率以及本課題的后續(xù)研究，給出了本研究中超聲設計頻率為40K;根據(jù)一維縱振理論，進行了40K超聲振子的設計計算與模態(tài)仿真分析，對設計出的超聲換能器等效電參數(shù)用阻抗分析儀進行了測量和研究。
　　2.基于傳統(tǒng)超聲加工中換能器的常規(guī)匹配，結合超聲換能器的等效電路和非接觸式供電的特點，對主要的兩種適合應用在旋轉超聲加工領域的非接觸供電模型進行了對比研究，在此基礎上推導

3、出了適用于旋轉超聲振子的簡單匹配方式、數(shù)學公式和電路等效模型，并進行了MAXWELL電磁場仿真和Multisim電路匹配的仿真研究，完成一套超聲非接觸式供電裝置的設計。
　　3.為搭建實驗平臺中的硬件電路，給出了處于非接觸式供電下硬件電路設計要求，并對具體的硬件電路各個模塊的參數(shù)進行了設計及完成元器件選型，最后繪制PCB板并進行了元器件的焊接與調試。
　　4.聯(lián)合超聲電源、非接觸供電裝置和超聲換能器搭建實驗平臺，研究了兩組不