Page 68 - 《应用声学》2021年第4期
P. 68

552                                                                                  2021 年 7 月


                                                               动主轴进行了模态分析,得到了各阶模态振型的变
                                                               形情况和谐振频率,最终确定第21阶振型为所需振
                                                               型。基于谐响应分析的基本理论,对超声振动主轴
                                                               进行了谐响应分析,得到了各阶模态振型的振幅频
                                                               率响应、相位频率响应、位移云图和应力云图。对加
                B/ms
                20.00                                          工出来的超声振动主轴进行阻抗分析和幅值测试,
                                                               测试结果与仿真结果基本一致。
                            G/ms
                -20.00
                                                                              参 考 文        献

                         图 7  阻抗分析仪测试结果                          [1] 于家珊. 电火花加工理论基础 [M]. 北京: 国防工业出版社,
                  Fig. 7 Test results of impedance analyzer        2011.
             3.2 幅值测试                                            [2] Kim G, Ni J, Koc M. Modeling of the size effects on the
                                                                   behavior of metals in microscale deformation processes[J].
                 使用如图8 所示的超声振幅测量仪对加工的超                             Journal of Manufacturing Science and Engineering-
             声振动主轴进行测试,仪测量结果如表 3所示,振幅                              Transactions of the ASME, 2007, 129(3): 470–476.
             范围 2 ∼ 6 µm,最大振幅与仿真结果相差不大,满                         [3] Saxena K K, Agarwal S, Khare S K. Surface characteriza-
                                                                   tion, material removal mechanism and material migration
             足设计要求。                                                study of Micro-EDM process on conductive SiC[J]. Proce-
                                                                   dia CIRP, 2016, 42: 179–184.
                                                                 [4] 刘晋春, 赵家齐, 赵万生. 特种加工 [M]. 北京: 机械工业出版
                                                                   社, 2004.
                                                                 [5] Ramarao B S V, Shailesh P, Sreenivasarao M. Various re-
                                                                   search trends of electrical discharge machining (EDM)–a
                                                                   review[J]. International Journal of Emerging Research in
                                                                   Management & Technology, 2015, 4(12): 2278–9359.
                                                                 [6] D’Urso G, Maccarini G, Merla C, et al. The influence
                                                                   of electrode shape and material on micro EDM drilling
                                                                   process[C]// International Conference on Multi-Material
                                                                   MICRO Manufacture, 2012: 77–80.
                                                                 [7] Juhr H, Schulze H P, Wollenberg G, et al. Improved ce-
                        图 8  使用的超声振幅测量仪                            mented carbide properties after wire-EDM by pulse shap-
                                                                   ing[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2004,
               Fig. 8 Ultrasonic amplitude measuring instrument
                                                                   149(1–3): 178–183.
                      表 3   超声振幅测量仪测量结果                          [8] Singh P, Yadava V, Narayan A. Machining performance
                                                                   characteristics of inconel 718 superalloy due to hole-
                Table 3 Measurement results of ultrasonic
                                                                   sinking ultrasonic assisted micro-EDM[J]. Journal of Ad-
                amplitude meter                                    vanced Manufacturing Systems, 2018, 17(1): 89–105.
                                                                 [9] 张建华, 张勤河, 孟艳华, 等. 超声振动辅助气中放电加工的
                 功率参数/% 频率/kHz      总电流/A   输出振幅/µm                研究 [J]. 电加工与模具, 2004(4): 13–16, 65.
                     30      26.68   0.142       2              [10] Hung J, Lin J, Yan B, et al. Using a helical micro-tool in
                                                                   micro-EDM combined with ultrasonic vibration for micro-
                     40      26.45   0.188       3
                                                                   hole machining[J]. Journal of Micromechanics and Micro-
                     50      26.42   0.273       4
                                                                   engineering, 2006, 16(12): 2705–2713.
                     55      26.38   0.311       5              [11] 贾宝贤, 边文凤, 赵万生, 等. 微细孔超声加工关键技术 [J]. 机
                     65      26.35   0.397       6                 械工程学报, 2007, 43(11): 212–216.
                                                                [12] 王振龙, 栾英艳, 韦红雨, 等. 钛合金深小孔超声电火花加工
             4 结论                                                  工艺与实验研究 [J]. 制造技术与机床, 2000(7): 44–46.
                                                                [13] 张余升. 大深径比微细孔电火花加工技术研究 [D]. 大连: 大
                                                                   连理工大学, 2009.
                 本文对设计的微细电火花超声振动主轴进行
                                                                [14] 贾宝贤, 房长兴. 倒置式电火花超声复合加工装置 [J]. 电加工
             了仿真研究。基于模态分析的基本理论,对超声振                                与模具, 2010(4): 64–67.
   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73