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近年来,中国的科学发展很迅速,技术进步非常大。国家的社会主义现代化建设也越来越快,因此对机械加工制造业领域提出的相应的要求就正在变得越来越高。超声振动切削技术的提出可以很好的解决这一难题,相比传统切削方式,振动切削过程中的分离特性使得超声振动切削在很多方面具有优势。仿真结果表明振动切削可以有效的降低切削力、应力值以及切削温度,有利于延长刀具使用寿命、提高加工精度。 在参考大量国内外对超声振动切削技术的研究的基础上,本课题设计了一种新型的二维椭圆超声振动切削工作头。主要研究内容如下: 首先,本文对超声振动切削技术的发展历程、国内外研究现状进行了系统的总结。并分析了超声振动切削技术的发展趋势,阐明了本课题的研究目的和意义。 其次,介绍了换能器和变幅杆的基本知识,对超声振动切削的切削原理进行了深入的研究,分析了椭圆轨迹形成机理,总结了振动切削的特点。明确了工作头的设计思路,在此基础上完成工作头的结构设计,建立三维模型。 再次,利用有限元软件ABAQUS对工作头进行力学分析,得出工作头的各阶固有频率。对工作头结构固有频率的影响因素进行了分析,在此基础上对工作头进行了优化设计。 最后,利用ABAQUS软件建立了奥氏体不锈钢的热应力耦合三维切削模型,并进行了切削有限元仿真,从切削力、切削温度等方面对超声椭圆振动切削与普通切削进行了对比分析。同时,还进行了实际的加工实验。把实际的实验效果进行对比。