纵振超声刀柄优化设计研究

摘要

基于硬脆材料难加工的问题,在传统刀柄基础上进行改进设计出超声刀柄。以纵振超声刀柄为研究对象,利用Ansys对其进行模态和谐响应分析,得到刀柄各节点振型和幅频曲线。仿真结果表明,超声刀柄在23kHz频率附近存在轴向纵振模态,其振动节点位于变幅杆锥面上。用激光多普勒测振仪与阻抗分析仪测试超声刀柄刀具和尾部振幅及阻抗曲线。测试结果表明,谐振频率为23.9kHz时,最大振幅达到10.54μm,与仿真基本一致。最后通过在刀柄上安装平衡环,达到刀具振幅增大,刀柄尾部振幅减小的效果,提高了超声刀柄实际加工中的精度和稳定性。