[发明专利]一种超声椭圆振动切削装置的设计方法

摘要

一种超声椭圆振动切削装置的设计方法，属于精密机械加工技术领域。所述超声椭圆振动切削装置的设计方法包括以下步骤：（1）确定椭圆振动切削装置参数；（2）计算换能器长度；（3）计算换能器弯曲振动时，波腹和波节的位置；（4）插入压电陶瓷片，修正换能器长度；（5）计算各级变幅杆长度；（6）根据刀具形状，在末级变幅杆的末端铣平面。根据本发明实施例的椭圆振动切削装置设计方法，实现了刀具在二维平面上产生椭圆运动轨迹。此外本发明设计方法采用数学公式推导，避免了经验设计和仿真优化设计。

主权项

1.一种超声椭圆振动切削装置的设计方法，该装置包括：换能器（1），中间级变幅杆（2），末级变幅杆（3），第一组半圆环压电陶瓷（4），第二组半圆环压电陶瓷（5），在末级变幅杆的末端铣平面（6），其特征在于所述设计方法步骤如下：步骤1，设置椭圆振动切削装置参数：椭圆振动切削装置参数包括：装置的工作频率f、换能器直径dT，换能器和变幅杆材料密度ρT、杨氏模量ET 、泊松比υT ，各级变幅杆的直径d1、d2 ，压电陶瓷片的厚度lC，压电陶瓷片材料密度ρC、杨氏模量EC 、泊松比υC；步骤2，计算换能器长度lT，其计算公式如下：其中 φ 1 = − ω 2 c 0 2 + n 1 2 c s 2 C ]]>， φ 2 = − ω 2 c 0 2 + n 2 2 c s 2 C ]]>，ω: 角频率 (Hz)，A: 横截面积 (m2)，ρ: 密度 (kg/m3)，E: 杨氏模量 (Pa)，I: 惯性矩 (m4)，，

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