超声研磨压电谐振系统设计与分析

简介

针对目前硬脆性材料在普通研磨抛光中存在的加工效率低、加工精度不高等问题,设计了一种超声研磨压电谐振系统。基于超声振动方程和谐振设计理论,对其进行了理论分析和结构设计。通过对变幅杆尺寸优化降低了设计频率的误差,并利用有限元软件ANSYS Workbench验证了变幅杆谐振频率与超声研磨系统谐振频率的一致性,提高了整个系统的纵向谐振性能。最后对该超声研磨系统进行了阻抗和振幅试验,测试结果表明压电振子工作时电能与机械能的转化效率较高,纵向振幅达到10.85um,符合超声研磨加工振幅要求,验证了理论设计与有限元分析的正确性。