【正文】 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題 目： 超聲振動鉆床的設(shè)計 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造與自動化 學(xué)生姓名： XXX 學(xué) 號： 200702010110 開題報告填寫要求1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨《畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書》等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1．文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。文 獻(xiàn) 綜 述引言1 超聲振動系統(tǒng)的研究進展及其應(yīng)用 超聲振動系統(tǒng)由換能器、變幅桿和工具頭等部分組成，是超聲設(shè)備的核心部分。在傳統(tǒng)應(yīng)用中，超聲振動系統(tǒng)大都采用一維縱向振動方式，并按“全調(diào)諧”方式工作。但近年來，隨著超聲技術(shù)基礎(chǔ)研究的進展和在不同領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的特殊需要，對振動系統(tǒng)的工作方式和設(shè)計計算、振動方式及其應(yīng)用研究都取得了新的進展。日本研究成功一種半波長彎曲振動系統(tǒng)，其切削刀具安裝在半波長換能振動系統(tǒng)細(xì)端，該振動系統(tǒng)換能器的壓電陶瓷片采用半圓形，上下各兩片，組成上下兩個半圓形壓電換能器(壓電振子)，其特點是小型化，結(jié)構(gòu)簡單，剛性增強。日本還研制成一種新型“縱彎”型振動系統(tǒng)，并已在手持式超聲復(fù)合振動研磨機上成功應(yīng)用。該系統(tǒng)壓電換能器也采用半圓形壓電陶瓷片產(chǎn)生“縱彎”型復(fù)合振動。 日本金澤工業(yè)學(xué)院的研究人員研制了加工硬脆材料的超聲低頻振動組合鉆孔系統(tǒng)。將金剛石中心鉆的超聲振動與工件的低頻振動相結(jié)合，制造了一臺組合振動鉆孔設(shè)備，該設(shè)備能檢測鉆孔力的變化以及鉆孔精度和孔的表面質(zhì)量，并用該組合設(shè)備在不同的振動條件下進行了一系列實驗。實驗結(jié)果表明，將金剛石中心鉆的超聲振動與工件的低頻振動相結(jié)合是加工硬脆材料的一種有效方法。東南大學(xué)研制了一種新型超聲振動切削系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用壓電換能器，由超聲波發(fā)生器、匹配電路、級聯(lián)壓電晶體、諧振刀桿、支承調(diào)節(jié)機構(gòu)及刀具等部分組成。當(dāng)發(fā)生器輸出超聲電壓時，它將使級聯(lián)晶體產(chǎn)生超聲機械伸縮，直接驅(qū)動諧振刀桿實現(xiàn)超聲振動。該裝置的特點是：能量傳遞環(huán)節(jié)少，能量泄漏減小，機電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90%左右，而且結(jié)構(gòu)簡單、體積小，便于操作。沈陽航空工業(yè)學(xué)院建立了鏜孔用超聲扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)，采用磁致伸縮換能器，將超聲波發(fā)生器在扭轉(zhuǎn)變幅桿的切向作縱向振動時在扭振變幅桿的小端就輸出沿圓周方向的扭轉(zhuǎn)振動，鏜刀與扭振變幅桿之間采用莫氏錐及螺紋連接，輸出功率小于500W，頻率為16～23 kH z，具有頻率自動跟蹤性能。西北工業(yè)大學(xué)設(shè)計了一種可在內(nèi)圓磨床上加工硬脆材料的超聲振動磨削裝置。該裝置由超聲振動系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、磨床連接系統(tǒng)和超聲波發(fā)生器等組成，其超聲換能器采用縱向復(fù)合式換能器結(jié)構(gòu)，冷卻循環(huán)系統(tǒng)中使用磨削液作為冷卻液；磨床連接系統(tǒng)由輔助支承、制動機構(gòu)和內(nèi)圓磨床連接桿等組成。該磨削裝置工具頭旋轉(zhuǎn)精度由內(nèi)圓磨床主軸精度保證，結(jié)構(gòu)比專用超聲波磨床的主軸系統(tǒng)要簡單得多，因此成本低廉，適合于在生產(chǎn)中應(yīng)用。另一種超聲扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)已在“加工中心”用超聲扭轉(zhuǎn)振動裝置上應(yīng)用。主要用作電火花加工后的模具異形(如三角形、多邊形)孔和槽底部尖角研磨拋光，以及非導(dǎo)電材料異形孔加工。該振動系統(tǒng)的換能器是采用按圓周方向極化的8塊扇形壓電陶瓷片構(gòu)成，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。 2 超聲加工技術(shù)應(yīng)用研究 深小孔加工 眾所周知，在相同的要求及加工條件下，加工孔比加工軸要復(fù)雜得多。一般來說，孔加工工具的長度總是大于孔的直徑，在切削力的作用下易產(chǎn)生變形，從而影響加工質(zhì)量和加工效率。特別是對難加工材料的深孔鉆削來說，會出現(xiàn)很多問題。例如，切削液很難進入切削區(qū)，造成切削溫度高；刀刃磨損快，產(chǎn)生積屑瘤，使排屑困難，切削力增大等。其結(jié)果是加工效率、精度降低，表面粗糙度值增加，工具壽命短。采用超聲加工則可有效解決上述問題。 前蘇聯(lián)在20世紀(jì)60年代就生產(chǎn)出帶磨料的超聲波鉆孔機床。在美國，利用工具旋轉(zhuǎn)同時作軸向振動進行孔加工已取得了較好的效果。日本已經(jīng)制成新型UMT7三坐標(biāo)數(shù)控超聲旋轉(zhuǎn)加工機，功率450 W，工作頻率20 kHz， mm、深150 mm的深小孔， mm， mm。英國申請了電火花超聲復(fù)合穿孔的專利，該裝置主要用于加工在導(dǎo)電基上有非導(dǎo)電層的零件，如在金屬基上涂有壓電陶瓷層的零件。整個加工過程分兩個階段進行：首先用超聲振動將非導(dǎo)電層去除掉，當(dāng)傳感器感知金屬層出現(xiàn)時，即改用電加工或電火花與超聲復(fù)合的方法進行加工。該裝置有效地解決了具有導(dǎo)電層和非導(dǎo)電層零件孔的加工問題。 1996年，日本東京大學(xué)在超聲加工機床上，利用電火花線切割加工工藝在線加工出微細(xì)工具，并成功地利用超聲加工技術(shù)在石英玻璃上加工出直徑為φ15μm的微孔。1998年又成功地加工出直徑為φ5μm的微孔。湘潭大學(xué)進行了內(nèi)圓表面的超聲光整強化研究。該方法是在鉆孔后對孔進行精加工處理，通過機械——超聲強化處理，在普通機床上達(dá)到精鉸、研磨的精度，可實現(xiàn)機械化。初步實驗結(jié)果表明，該方法加工效果顯著，表面粗糙度值可大大降低，內(nèi)圓表面形成有益的殘余壓應(yīng)力，有較高的顯微硬度，提高了工件的耐用度，同時內(nèi)圓表面呈網(wǎng)狀紋絡(luò)，特別