便携式超声波手电钻声学系统设计与分析.pdfVIP

· 机械制造 · 张云电，等 ·便携式超声波手电钻声学系统设计与分析 便携式超声波手电钻声学系统设计与分析 张云电，王鹏，马中秋，王家鹏 (杭州电子科技大学 机械工程学院。浙江 杭州 310018) 摘 要：介绍了便携式超声波手电钻的总体结构，对超声波手电钻声学系统中的换能器和变幅 杆进行设计，利用Ansysworkbench对超声电钻声学系统进行模态分析。并对加工刀具进行了 分析、计算。研究结果从理论上验证 了声学系统的动态性能，该设计对便携式超声波手电钻在 生产中的应用奠定了基础 关键词：手电钻；声学系统；模态分析 中图分类号：TP391．9 文献标志码：B 文章编号：1671．5276(2015)06．0025—03 DesignandAnalysisofAcoustiCSystem forPortableUltrasonicHandElectricDri11 ZHANGYundian，WANGPeng，MAZhongqiu，WANGJiapeng (CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018，China) Abstract：Thispaperintroducesthegeneralstructureoftheportableultrasonichandelectricdrill，designsitstransducerandampli— tudetransformer，USeSANSYSworkbenchtodo itsmodalanalysisandanalyzesandcalculatesthetoo1．Theresultsverifythedy- namicperformanceoftheacousticsystem intheo~．Thisdesignlaysthefoundationforitsapplicationandproduction． Keywords：handelectricdill；acousticsystem；modalanalysis 0 引言 超声电钻是传统电钻和超声振动加工相互结合的产 物．它和传统电钻的不同之处在于 ：钻头在作旋转运动的 同时附加了超声振动。 传统电钻工作原理是电磁旋转式或电磁往复式小容 量电动机的转子做磁场切割运转。通过传动机构驱动作业 装置，带动齿轮加大钻头的动力，从而使钻头钻削物体表 面。而超声电钻加入了超声波发生装置，以脉冲形式作用 在工件上 ．减少了刀刃与工件的接触摩擦，因而大大降低 了钻孔时所需要的扭矩。此外 ，超声电钻减少了传统电钻 l一超声波声学系统；2一外套；3一轴承端盖；4一定子； 内部复杂传动结构，直接驱动作业钻头，以脉冲的形式作 5一电枢 (转子)；6一输出轴；7一螺栓；8一电缆线； 用在工件的表面。用振动和转动相结合的复合运动进行 9一机壳；lO一挡圈；1l一前盖；12一压板；13一轴承端盖 钻削。 图1 便携式超声波手 电钻结构图 目前传统电钻用于加工硬脆性材料来说是不可能完 成的，而超声电钻融合了超声振动，加工工件时作用于工 传动系统是便携式超声波手电钻的机械部部份，主要 件的表面压力大大减小，从而能够对这些材料进行加工 ， 由定子、转子、输出轴 、轴承组成。接通电源之后 ，定子产 并且能够保证工件加工后的表面品质．防止工件表面、孔 生磁场 ．转子受磁场作用旋转并带动与转子 固定的输出 的周围出现裂纹。 轴，输出轴将机械能传出。 2)超声系统 1 便携式超声波手电钻总体结构 超声系统是便携式超声电钻的核心部件 ，也是与传统