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工程陶瓷超声磨削试验机床的电气控制与基础实验研究

作　者: 李富龙
导　师: 徐家文
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 工程陶瓷超声磨削电气控制变频器闭环控制弹性能
分类号: TG663
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

由于工程陶瓷材料具有的优良物理、化学性能,使它在一些特殊领域如高温、腐蚀以及易磨损等场所有着诱人的应用前景,但正是由于这些优良的性能,使得对其加工也带来了困难。目前一般采用特种加工方法例如超声磨削复合加工。本文对工程陶瓷的应用及其国内外超声加工概况以及陶瓷超声磨削加工设备的组成、工艺要求等作了详细的介绍。并对超声磨削加工机理进行了分析研究。在超声加工过程中,相关电气控制系统起到非常重要的作用,其性能参数的好坏,将直接影响到加工的效果甚至设备运行安全,因此对相关设备的设计研制和选购尤为重要。本文对一些重要的电气控制设备如超声电源、交流变频电机、变频器以及附属装置的结构原理、性能参数作了分析介绍。同时,为了实现对陶瓷进行恒转速磨削,以便达到更好的加工效果,对驱动磨轮主轴的交流变频电机采用了计算机数字闭环控制,本文在数学模型的基础之上对其进行了分析讨论。另外,本文在超声磨削加工中引入弹性能概念,结合断裂模型以解释课题实验中Al₂O₃工程陶瓷的超声与机械磨削加工的对比结果。

全文目录

第一章绪论  10-18
  1.1 陶瓷简介  10-11
  1.2 陶瓷的性质与国内外应用现状  11-12
  1.3 陶瓷的加工现状  12-16
  1.4 课题的意义及主要研究的内容  16-18
第二章工程陶瓷超声磨削加工机理的一般分析  18-25
  2.1 工程陶瓷材料的结构  18-19
  2.2 工程陶瓷的断裂模型  19-21
  2.3 超声加工的机理  21-22
  2.4 磨削加工的材料去除机理  22-23
  2.5 超声磨削加工的材料去除机理  23-25
第三章实验装置  25-37
  3.1 超声加工设备及其组成部分  25-33
    3.1.1 机床  25-26
    3.1.2 数控系统  26
    3.1.3 超声振动系统及相关控制部分组成  26-30
    3.1.4 超声电源  30-33
  3.2 超声电源与压电陶瓷换能器的匹配  33-35
  3.3 磨削系统  35
  3.4 本章小结  35-37
第四章磨轮主轴的转速控制系统设计  37-53
  4.1 概述  37
  4.2 驱动方案的选择  37
  4.3 交流电机的变频调速原理  37-41
    4.3.1 异步电机的特性及其变频调速的控制方式  38-40
    4.3.2 恒转矩变频调速的机械特性  40
    4.3.3 驱动电机的选择  40-41
  4.4 变频器的工作原理研究  41-48
    4.4.1 变频器的构成与功能  41-45
    4.4.2 变频器的选择  45-48
  4.5 磨轮主轴转速的控制  48-52
    4.5.1 控制方案  49-51
    4.5.2 各环节参数的确定  51-52
    4.5.3 稳定性分析  52
  4.6 本章小结  52-53
第五章 AL_2O_3陶瓷超声磨削的基础实验  53-60
  5.1 实验方案  53
    5.1.1 试验材料的选择  53
    5.1.2 加工方式  53
  5.2 试验过程和结果  53-57
    5.2.1 端面磨削  53-55
    5.2.2 侧面磨削  55-57
  5.3 分析与讨论  57-59
  5.4 本章小结  59-60
第六章总结与展望  60-62
  6.1 本文总结  60-61
    6.1.1 文章主要创新点  60
    6.1.2 存在的问题及改进措施  60-61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
在学期间发表的研究成果及发表的学术论文  66

工程陶瓷超声磨削试验机床的电气控制与基础实验研究

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