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随着社会的进步和科学技术的发展,工业生产中对生产效率和产品质量都有了更高的要求,由于航空航天、汽车、特种加工工业的高速发展,加之越来越多的难加工材料运用其中,提高了对生产过程的要求。超声振动加工在难加工材料、难加工零件以及精密加工方面有着突出的优点,解决了许多困扰传统加工的难题。超声波振动加工主要有机床部分和超声波振动部分。其中超声波振动部分的基本组成为:超声波发生器、超磁滞伸缩换能器、变幅杆。本文在尊重前人经典理论的前提下,对超声振动加工进行了研究,将超声振动系统加在普通车床之上,使普通车床的车刀产生超声振动,从而实现超声波振动加工的目的。 本研究主要内容包括:⑴了解超声波振动加工在国内外发展的现状,以及与传统普通加工相比超声波振动加工的优点。深入分析了超声波振动加工机理,研究了超声波振动刀架的分类:磁致伸缩换能器振动刀架、压电式振动刀架。比较了两种刀架的主要结构,设计了适用本文的超声波振动刀架。⑵全面的研究超声波发生系统,分析每一部分的主要作用,并根据实际情况设计并组建了适应本文的超声波发生系统,并对该系统进行了调试。⑶比较两种不同换能器结构的主要特点,研究换能器的工作原理,设计稀土超磁滞伸缩换能器结构,分析磁致伸缩换能器产生振动的机理,并分析了该设计的合理性。⑷分析了解变幅杆的基本结构种类,根据需要设计适合本文的复合型变幅杆,并对其进行建模,运用ANSYS模拟软件研究该设计的合理性。⑸通过对超声波振动刀架各个部分的设计,设计并组装出稀土超磁致伸缩振动刀架,并对刀架的精度进行分析研究。对刀架结构建立等效模型,得出传递函数,运用神经网络方法研究其精度的准确性,使用MATLAB仿真软件对传递函数进行仿真,并比较在不同频率下的精确度,得出该结构设计的合理性和准确性。