超声振动车削中工件圆度误差的理论分析与研究

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1、超声振动车削中工件圆度误差的理论分析与研究TheTheoryAnalysisandResearchonWorkpieceRoundnessErorrofUltrasonicVibrationTurning孙雷大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：TG501.4学校代号：10150UDC：密级：学号：20122203硕士学位论文超声振动车削中工件圆度误差的理论分析与研究TheTheoryAnalysisandResearchonWorkpieceRoundnessErorrofUltrasonicVibration

2、Turning学生姓名：孙雷导师及职称：许立教授、杨亮副教授学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：先进加工技术的理论与方法申请学位级别：硕士论文答辩日期：学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或钲书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全

3、意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名:日期:年月曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保栌知诏产妨芬伴留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属_太连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通女学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连交通大学可以将水学位论女的全部或部分内客编入学校有关数据库和收录到《中囯博士学位论文全文数

4、据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：导师签名：摘要摘要圆度精度，作为机械加工中最常见的形状精度要求之一，对任何具有圆柱、圆锥、内孔和外圆的零件截面均提出加工精度要求。如何保证加工精度，减小圆度误差一直是传统车削加工领域中的经典难题。本文针对车削过程主要受切削力、切削热和刚度变化影响的特点，引入超声振动加工技术，建立超声振动车削圆度误差的数学模型；对普通车床进行改造，建立超声振动车削实验系统；研究切削用量对圆度误

5、差的影响，建立超声振动车削下圆度误差的经验公式。根据圆度误差与工艺系统变形量的位置关系，在一定假设前提下，建立切削力的数学模型，计算工艺系统刚度，推导出振动车削下圆度误差与切削用量的理论关系模型；在数值仿真中，研究了切削用量对圆度误差的影响，并与普通车削进行了对比。为了建立超声振动切削实验系统，对超声振动装置中的发生器，换能器，变幅杆，专用刀架等进行了选型与设计；对超声振动系统整体刚度进行有限元分析，仿真结果表明在受切削力作用下的变形可忽略不计，满足使用要求；搭建超声振动实验平台，进行调试使其达到最佳工作状态。进行超声振动车削和普通车削圆度误

6、差的单因素对比实验，研究切削用量和振幅对超声振动车削圆度误差的影响；对比分析振动车削和普通车削在圆度误差曲线、表面粗糙度、切屑形态方面的不同；建立圆度误差正交实验，得到超声振动车削圆度误差的经验公式，并对其进行了拟合优度检验、回归方程检验以及回归系数检验。结果表明，在实验条件下振动车削能明显减小圆度误差，且所建立的超声振动车削圆度误差经验公式比较准确，具有一定实际指导作用。关键词：圆度误差；超声振动车削；切削用量；数学建模；正交实验I大连交通大学工学硕士学位论文AbstractRoundnessaccuracy,oneofthemostcom

7、monshapeaccuracy,proposesaccuracyrequirementsoncylindrical,conical,cylindricalandbore.Howtoensureaccuracy,reducingroundnesserroristheclassicpuzzleintraditionalturningfield.Fortheprocessofturningismainlyimpactedbycuttingforce,cuttingheatandstiffnesschange,ultrasonicvibration

8、turningisbroughtinandtheroundnesserrormathematicalmodelisestablished.Basedonthecom