基于VB平台迭代法优化设计超声变幅杆.pdf

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1、·机械研究与应用·2013年第2期(第26卷，总第124期)设计与制造基于VB平台迭代法优化设计超声变幅杆杨晓燕，杨金华，洪加发(苏州通鼎机械有限公司，苏州江苏215000)摘要：论述了在VB平台上用迭代法优化设计超声变幅杆的过程。通过VB编程优化设计大大的缩短超声变幅杆设计周期，使设计精度得到显著提高，并且可以设计出用传统的设计方法所无法达到的最优方案。VB编程不但能用于机械设计计算程序，更重要的是能用于机械设计计算的研究，寻找最优的解为设计人员提供最佳的设计建议。关键词：超声变幅杆；VB；迭代法优化设计的程序中

2、图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)02-0127—03DesignandOptimizeforUSHBasedonVBPlatformIterativeMethodYANGXiao—yan，YANGJin—hua．H0NGJia—fa(SuzhouTondingMachineryCo．，Ltd，SuzhouJiangsu215000，China)Abstract：TheprocessofiterativeMethodoptimizationdesignofultrasonics

3、olidhornisdescribedbasedonVBplatfoma．ThroughtheprogramoptimizationdesignbasedonVB，itisnotonlytoreducethedesigncycleandincreasetheprecision，butalsocangetabestprogramthantraditionalway，VBcanimplementthecalculationofmechanicaldesignandinresearcharea，anditalsocanp

4、rovidetheoptimalsolutionfordesigner．Keywords：ultrasonicsolidhorn；VB；theprogramofiterativemethodoptimizationdesign1引言度、高硬度的加工成为可能。超声振动切削加工示意在现代超声技术中，特别是在高声强超声设备的图如图1所示。振动系统中的设计计算很重要。由于在振动系统中必须精确计算超声变幅杆。超声变幅杆的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大，或将超声能量集中在较小的面积上，即聚能作用。超声换能器辐射面的振

5、动幅度在20kHz范围内只有几微米，而在超声切削应用中，辐射面的振动幅度一般需要几十到几＼，I，I百微米，因此必须在换能器的端面连接超声变幅杆，＼斗将机械振动振幅放大。对于超声变幅杆，不管是哪种形式，长度最好是图1超声振动切削加工示意图1．超声发生器2．换能器3．变幅杆4．谐振刀杆谐振长度的半长或全长，因此长度的计算越精确越5．节点压板6．刀头7．工件好。一般采用牛顿迭代法来解，但众所周知，手工进行牛顿迭代法计算耗时长，计算准确度不高，容易出初始设定为：圆锥变幅杆，长度。，宽端半径R。，错，无法满足现代生产的需要。

6、因此采用VB编程计窄端半径：，中孔半径R；变幅杆如图2所示；圆锥算是最优的方法。形变幅杆的工作频率=2x104，即20kHz；圆频率2超声变幅杆的设计J超声振动切削是通过把超声振动引入加工过程=2，45钢中的声速c=5．196x106mm／s；A=c／f，计算频率因数。中，给刀具以适当方向、一定频率和振幅的振动，以加速加工过程和改善切削效能的加工方法。加工特点如下：①可提高表面质量：尺寸精度误差平均3txm，粗糙度RaO．3{xm；②提高刀具寿命：实践应用下来可延长40～60倍；③提高生产效率：比一般加工方法提图2

7、有圆锥孔的圆锥形变幅杆高2—3倍；④可扩大切削加工的范围：使一些高强收稿日期：2013—02—05作者简介：杨晓燕(1983-)，女，江苏盐城人，工程师，主要从事机械设计方面的工作。·127·