数控加工中心在加工过程中常出现主轴松刀力不足或无法松刀的现象。针对此问题,通过TRIZ系统组件分析明确现有松拉刀机构各组件间作用关系,利用因果链分析得出影响松刀的根本原因,最终应用TRIZ理论中的物场模型分析方法和AD独立性原理提出优化设计方案。根据新方案计算出实际工况下的主轴松刀力和螺杆强度,并对松刀杆进行建模和仿真。结果表明:最大位移量为6.995μm,最大应力为45.24 MPa,符合结构设计要求。最后,经过现场实物测试,当液压力为5 MPa时,松刀行程、松刀力以及打刀量均符合生产要求,验证了优化设计方案的合理性。

为了改善换能器的QM值，降低换能器工作时损耗，设计了一种工作在并联谐振频率的压电超声换能器。根据换能器的频率要求，利用换能器的频率方程完成换能器结构尺寸的设计；使用有限元方法对换能器的结构和性能进行了仿真分析；通过实验分析了压电陶瓷晶片关键参数对换能器性能的影响，提出陶瓷晶片匹配原则，为生产高QM值压电换能器提供了参考。