超声振动辅助加工是一种新型的,结合了超声振动与传统的切削加工技术的加工技术。在超声振动辅助加工中,超声振动能量是由超声波发生器产生的,它需要被传递到处于高速旋转状态的超声振动辅助加工刀柄上。它的旋转运动与超声振动是由连接在高速旋转的主轴上的超声波换能器传递给超声变幅杆,再进而传递给超声振动辅助加工工具的。对于超声振动辅助加工,传统的能量传递方式都是接触式传递方式,如导电滑环,但这种传递方式存在机械摩擦,还可能导致高压漏电和电火花,引起事故。不仅如此,接触式电能传递装置不能工作在主轴高速旋转的工作条件下,从而限制的超声振动辅助加工的加工精度和加工效率。因此,研究出一个新型的非接触的电能传输装置是迫在眉睫的。松耦合感应式电能传输技术是一个可以在非物理接触条件下传递能量的新型的电能传输技术。松耦合感应式电能传输技术有很多优点,例如传递安全可靠,工作条件要求低,不受灰尘、水、化学原料等的影响,并且可以工作在高速旋转的条件下。松耦合感应式电能传输技术已经广泛的应用在航空航天,医疗器械,和电动汽车等领域。所以将其应用在超声振动辅助加工领域将是一个很好的选择。论文的主要研究工作概括如下:1.本论文提出一个新型的应用松耦合感应式电能传输技术的一个非接触供电装置来实现对超声振动辅助加工机床从超声波发生器到超声振动系统的能量传递。分析了非接触供电装置的电能传输原理,建立了非接触供电装置的有限元模型,并且设计了非接触供电装置的频率耦合技术。在麦克斯韦软件平台上对非接触供电装置进行了有限元分析,和结构优化。最终提出了非接触供电装置的优化方案。2.针对超声振动辅助加工的超声变幅杆进行了超声变幅杆理论分析,并用有限元方法对超声变幅杆进行了仿真分析。再依据有限元仿真分析的结果对超声变幅杆进行优化设计,优化其形线形状,以提升其振动传递效果,使能量更好的集聚在超声振动辅助加工机床的加工工具上,以得到更好的加工效果。3.对所设计的超声振动辅助加工设备进行装配。装配包括超声波发生器换能器变幅杆之间的连接及超声振动辅助加工刀柄外壳的设计及制作,与机床连接装置的设计及制作。4.对装配好的超声振动辅助加工设备进行实验,实验内容主要是测量超声振动辅助加工装置最后的加工工具所能输出的超声振动振幅和频率是否满足超声加工的要求。