1、分類號：TP273密級：山東理工大學山東理工大學碩士學位論文超聲波分層銑削設備設計與研究超聲波分層銑削設備設計與研究UltrasoniclayeredMillingEquipmentDesignResearch研究生：張銘霞張銘霞指導教師：趙國勇趙國勇協(xié)助指導教師：申請學位門類級別：工學碩士學科專業(yè)名稱：機械電子工程機械電子工程研究方向：數(shù)控技術數(shù)控技術論文完成日期：2010年4月18日單位代碼：10433學號：YFZ06001068山

2、東理工大學碩士學位論文摘要摘要摘要超聲波加工(USM)可以加工任意復雜的三維型腔，是解決陶瓷材料加工難題的很具潛力的加工方法之一。傳統(tǒng)超聲波加工三維型腔工件時工具磨損嚴重，成型精度差，因而研究可以利用簡單工具超聲波分層銑削來加工三維陶瓷工件。本課題仿照傳統(tǒng)的銑削加工，基于快速原型制造分層制造的思想，并且結合超聲旋轉加工的優(yōu)點來進行的。那樣采用形狀簡單的工具，依靠機床的成型運動來加工復雜的三維型面，制造工具時會大大簡化，超聲波加工技術將會

3、產(chǎn)生重大突破，工程陶瓷材料的應用范圍也會得到拓展。將快速原型制造中的分層制造概念用于三維形狀工件的超聲波加工中，把復雜的三維曲面加工變成二維平面分層去除加工，將復雜的工具形狀補償問題變成簡單的工具軸向補償問題。論文分析了超聲波加工的基本原理、特點和應用范圍，研究了傳統(tǒng)超聲波加工材料去除機理、超聲波分層銑削加工機理。設計了超聲波分層銑削設備機械部分：設計了超聲波分層銑削設備主軸部分，超聲波分層銑削設備X、Y、Z向進給傳動部分，設計了Z向自

4、鎖機構，旋轉式超聲波發(fā)生裝置，磨料循環(huán)系統(tǒng)。設計了超聲波分層銑削設備數(shù)控部分：設計了整體CNC方案，運用SEEDDEC2812伺服電機控制卡實現(xiàn)三個方向伺服電機的控制，使用GZB2型電阻應變式測力傳感器和SY2型應變式傳感器前置放大器實現(xiàn)Z向壓力的實時檢測、傳輸，使用PCL816H數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)信號采集和處理。詳細研究了該數(shù)控設備中二維NURBS插補方法，采用二階泰勒展開方法求各插補周期的節(jié)點參數(shù)。該方法比線性插補精度更高，速度更快，插