旋转超声加工振动系统及电源技术研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| CONTENTS | 第13-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-31页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第17页 |
| 1.2 旋转超声加工技术的研究现状 | 第17-26页 |
| 1.2.1 旋转超声加工的原理和特点 | 第20-22页 |
| 1.2.2 超声电源的频率跟踪技术 | 第22-24页 |
| 1.2.3 超声振子的感应供电技术 | 第24-26页 |
| 1.3 旋转超声加工的应用与发展 | 第26-29页 |
| 1.3.1 旋转超声加工的应用 | 第26-28页 |
| 1.3.2 旋转超声加工的发展趋势 | 第28-29页 |
| 1.4 本课题的研究内容 | 第29-31页 |
| 第二章 超声振子的设计与分析 | 第31-57页 |
| 2.1 压电换能器的原理及设计 | 第31-36页 |
| 2.1.1 换能器的机电等效电路 | 第31-35页 |
| 2.1.2 夹心式压电换能器的设计 | 第35-36页 |
| 2.2 变幅杆及工具头的设计 | 第36-40页 |
| 2.3 超声振子的仿真与特性分析 | 第40-53页 |
| 2.3.1 超声振子的模态和谐响应分析 | 第40-47页 |
| 2.3.2 超声振子的阻抗特性 | 第47-49页 |
| 2.3.3 超声振子的温度特性 | 第49-51页 |
| 2.3.4 超声振子的多谐振频率特性 | 第51-53页 |
| 2.4 超声振子的装配 | 第53-56页 |
| 2.4.1 超声振子的装配工艺 | 第53-54页 |
| 2.4.2 预紧力对超声振子的影响 | 第54-56页 |
| 2.5 本章小结 | 第56-57页 |
| 第三章 数字式超声电源的研制 | 第57-75页 |
| 3.1 旋转超声电源的特性 | 第57页 |
| 3.2 超声电源的控制电路 | 第57-61页 |
| 3.2.1 高频信号发生器的设计 | 第58页 |
| 3.2.2 信号采样及调理电路的设计 | 第58-60页 |
| 3.2.3 保护电路的设计 | 第60-61页 |
| 3.3 超声电源的人机界面设计 | 第61-67页 |
| 3.3.1 人机界面的方案选择 | 第61-62页 |
| 3.3.2 人机界面的设计 | 第62-66页 |
| 3.3.3 人机界面的通信程序 | 第66-67页 |
| 3.4 超声电源的驱动和主回路 | 第67-71页 |
| 3.4.1 驱动电路的设计 | 第67-68页 |
| 3.4.2 主电路的设计 | 第68-69页 |
| 3.4.3 超声电源的电路仿真 | 第69-71页 |
| 3.5 超声电源样机的测试 | 第71-74页 |
| 3.5.1 频率跟踪性能的验证 | 第72页 |
| 3.5.2 超声电源的功率调节 | 第72-74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-75页 |
| 第四章 旋转超声加工的感应供电技术研究 | 第75-97页 |
| 4.1 基于旋转变压器的感应供电技术 | 第75-82页 |
| 4.1.1 旋转变压器的供电结构 | 第75-76页 |
| 4.1.2 旋转变压器的数学模型 | 第76-79页 |
| 4.1.3 旋转变压器的设计与制作 | 第79-82页 |
| 4.2 感应供电的补偿网络及参数设计 | 第82-87页 |
| 4.2.1 补偿拓扑分析 | 第82-83页 |
| 4.2.2 换能器匹配特性研究 | 第83-85页 |
| 4.2.3 基于最大电流法的设计 | 第85-87页 |
| 4.3 实验结果与仿真分析 | 第87-96页 |
| 4.3.1 不同旋转变压器的实验 | 第87-90页 |
| 4.3.2 旋转变压器补偿网络的仿真与实验 | 第90-96页 |
| 4.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第五章 频率跟踪及其控制技术研究 | 第97-117页 |
| 5.1 超声加工电源的工作状况分析 | 第98-99页 |
| 5.1.1 超声电源的扫频过程 | 第98页 |
| 5.1.2 超声振子的频率漂移 | 第98页 |
| 5.1.3 超声振子振幅与频率关系 | 第98-99页 |
| 5.2 基于声反馈的频率跟踪 | 第99-102页 |
| 5.3 基于锁相环的超声频率跟踪 | 第102-104页 |
| 5.3.1 模拟式锁相环频率跟踪 | 第102-103页 |
| 5.3.2 数字式锁相环的频率跟踪 | 第103-104页 |
| 5.4 基于最大电流的频率跟踪 | 第104-107页 |
| 5.4.1 振子电流的采样及处理 | 第104页 |
| 5.4.2 基于最大电流法的频率跟踪算法 | 第104-106页 |
| 5.4.3 实验结果分析 | 第106-107页 |
| 5.5 超声加工中的自适应控制策略研究 | 第107-116页 |
| 5.5.1 超声振动系统的建模 | 第107-111页 |
| 5.5.2 超声振子非线性自适应控制策略的设计 | 第111-113页 |
| 5.5.3 非线性多步预测自校正振幅控制的研究 | 第113-116页 |
| 5.6 本章小结 | 第116-117页 |
| 第六章 旋转超声加工的实验研究 | 第117-140页 |
| 6.1 旋转超声加工机床的设计与研制 | 第117-122页 |
| 6.1.1 旋转超声加工机床的组成 | 第117-119页 |
| 6.1.2 超声加工机床的操作 | 第119-122页 |
| 6.2 实验测试平台的构建 | 第122-124页 |
| 6.2.1 切削压力的监测系统 | 第122-123页 |
| 6.2.2 超声功率的监测 | 第123-124页 |
| 6.2.3 加工材料的选择 | 第124页 |
| 6.3 超声加工参数的测量 | 第124-128页 |
| 6.3.1 超声功率的测量 | 第124-125页 |
| 6.3.2 超声振幅的测量 | 第125-126页 |
| 6.3.3 切削压力的测量 | 第126页 |
| 6.3.4 超声工作频率的测定 | 第126-128页 |
| 6.4 超声加工工艺实验研究 | 第128-135页 |
| 6.4.1 陶瓷片的钻孔实验 | 第128-131页 |
| 6.4.2 陶瓷表面的磨削加工 | 第131-135页 |
| 6.5 旋转超声加工的对比实验 | 第135-139页 |
| 6.5.1 加工切削压力的比较 | 第135-137页 |
| 6.5.2 陶瓷磨边效果的比较 | 第137-138页 |
| 6.5.3 工具头磨损的比较 | 第138-139页 |
| 6.6 本章小结 | 第139-140页 |
| 全文结论及展望 | 第140-142页 |
| 参考文献 | 第142-153页 |
| 攻读学位期间发表的论文 | 第153-154页 |
| 攻读学位期间参与的主要科研项目 | 第154-156页 |
| 致谢 | 第156页 |
