Физическое и математическое моделирование динамики ультразвукового прошивочного станка

• Автор: Елсайед Ахмед Абоуел Фетоух Елмоуши
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ Ф ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности процесса ультразвуковой обработки

материалов

1.1.1 Физические явления в процессе ультразвуковой

размерной обработке

1.1.2 Эффективность процесса ультразвуковой

размерной обработки

1.1.3 Точность полостей и отверстий при ультразвуковой

размерной обработке

1.2 Станки для ультразвуковой обработки материалов

1.2.1 Типовые конструкции станков для УЗ- обработки

^ 1.2.2 Ультразвуковые вибраторы и механизмы станков
для УЗ-обработки
1.3 Обсуждение литературных данных и постановка задач исследования
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ ЖЕСТКОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОПИЮВАЛЬНО-ПГОШИВОЧНОГО СТАНКА :39
2.1 Методика экспериментальных исследований статической жесткости
2.2 Результаты статических исследований
Глава 3. Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АМПЛИ-

ТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЛЬТРАЗВУКОВОГО СТАНКА
3.1. Методика проведенная экспериментального исследования динамических характеристик УЗС
3.2. Результаты динамических исследований

Глава 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СТАНКА И ЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ В КОМПЬЮТЕРНОМ
ЭКСПЕРИМЕНТЕ
4.1. Разработка математической модели
4.2. Анализ математической модели в компьютерном эксперименте
4.3. Компьютерные эксперименты на математической модели
с использованием планирования эксперимента
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ
УПРУГОЙ СИСТЕМЫ СТАНКА В ПРОЦЕССЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ
5.1. Калибровка измерительной системы
5.2. Получение спектральных характеристик вибросигналов, снимаемых с УЗС во время его работы
5.3. Колебания элементов упругой системы станка при
ультразвуковой обработке
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
В медицинской, автомобильной, космической, оптической и других отраслях промышленности, при изготовлении высокотехнологичных изделий, все больше расширяется необходимость обрабатывать детали, выполненные из карбидов титана и вольфрама, порошковых, композиционных, а также сверхтвердых материалов. При этом особые технологические трудности возникают при реализации выдвигаемых разработчиками требований к точности и шероховатости поверхностей микроразмерных отверстий, поверхностям разрезов, различных фасонных поверхностей.
Одним из методов, способных реализовать эти требования, является размерная ультразвуковая обработка. Механический процесс съема материала реализуется путем микроразрушений с помощью абразивных частиц, взвешенных в виде тонкой суспензии и внедряемых в поверхность обрабатываемого изделия с помощью фасонного индентора, придающего частицам колебания с ультразвуковой частотой порядка 20 кГц. Процесс микроразрушений происходит без повышения температуры, отсутствуют химические реакции в зоне обработки, силовые воздействия на инструмент и деталь незначительны. Все это способствует получению высокой точности, малой шероховатости поверхности, и часто обработка сложного изделия может быть выполнена за один проход.
Несмотря на сравнительную новизну, метод ультразвуковой обработки имеет весьма обширную библиографию. Отечественные и зарубежные публикации насчитывают более 600 наименований. В них рассмотрены результаты экспериментальных и теоретических исследований в области физики процесса взаимодействия индентора, микрочастиц и обрабатываемой поверхности, технологические аспекты обеспечения эффективности съема материала. Значительная часть публикаций посвящена конструкциям ультразвуковых станков и их отдельных узлов, в первую очередь, вибраторам.
Если в начальный период разработки метода превалировали экспериментальные исследования и устанавливались эмпирические соотношения

Рис.2.12. Перемещения средних точек узлов станка в нагружении оси Ъ V- относительно консоли при приложении силы Р к вершине инструмента по
оси Ъ
Перемещэние, мкм
п инструментальная головка х консоль • инструментальная каретка|
Рис. 2.13. Перемещения средних точек узлов станка в нагружении оси У относительно стола при приложении силы Р к вершине инструмента по оси У