【正文】 ,并討論了超超聲震動加工的的優(yōu)越性和應用領域.長春汽車工業(yè)高等?？茖W校采用超聲振動切削方法對一汽變速箱廠生產的一種直齒齒輪的滾齒加工進行了工藝實驗,通過生產現場各種工藝參數實驗及小批量試生產,收到令人滿意的效果,具有較好的發(fā)展前景。最早對振動切削進行比較系統(tǒng)的研究、可以成為振動切削理論應用的奠基人的是日本學者隈部淳一郎。國產CSJ2型超聲加工機床是其中的代表產品。大連理工大學的學者針對陶瓷材料超聲旋轉加工技術提出一種用簡單工具進行超聲仿銑加工三維陶瓷工件的新方法, 該技術可實現工具損耗的在線補償和控制,有效地克服了超聲成形加工中,因工具損耗嚴重,加工間隙中懸浮磨料不均勻現象, 從而提高了復雜型面的加工精度。幾十年來, 超聲加工(包括復合加工)的發(fā)展較為迅速，其工藝技術在深小孔加工、難加工材料加工方面有較廣泛的應用,尤其是在難加工材料領域解決了許多關鍵性的工藝問題, 取得了良好的效果。 國內在超聲治療領域起步稍晚，于20世紀50年代初才只有少數醫(yī)院開展超聲治療工作，從1950年首先在北京開始用800KHz頻率的超聲治療機治療多種疾病，至50年代開始逐步推廣，并有了國產儀器。1922年，德國出現了首例超聲波治療的發(fā)明專利。超聲處理技術和應用主要有：超聲清洗，超聲加工，超聲節(jié)能，超聲塑料和金屬焊接，超聲乳化、粉碎、分散、霧化，超聲金屬成型，超聲處理種子，超聲治療和外科手術等等。超聲具有許多獨特的性質和優(yōu)點，所以超聲學的發(fā)展很迅速，應用領域十分廣泛，并有廣闊的應用前景。70年代中期，美國在超聲鉆中心孔、光整加工、磨削、拉管和焊接等方面，己處于生產應用階段：超聲車削、鉆孔、鏜孔已處于試驗性生產設備原型階段；通用超聲振動切削系統(tǒng)已供工業(yè)應用，目前已形成部分標準。二十世紀50年代中期，日本、蘇聯將超聲加工與電加工(如電火花加工和電解加工等)、切削加工結合起來，開辟了復合加工的領域。超聲波加工曾被稱為超聲波鉆削、超聲波切削、超聲波尺寸加工、超聲波磨削以及懸浮液鉆削等，但是從50年代早期以來最普遍的稱法還是超聲波加工或超聲波沖擊磨削。超聲波是一種波動形式，它可以作為探測與負載信息的載體或媒介（如B超等用作診斷）；超聲波同時又是一種能量形式，當其強度超過一定值時，它就可以通過與傳播超聲波的媒質的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質及結構（用作治療）。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強反向達到最大時破裂，由于破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動形式。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20～20000Hz。再者對超聲波加工在清洗與探傷中的 應用做出基本的應用探究。而在再紡織、化工、食品方面也應用頗多，一些普通加工難以完成的工作通過超聲波加工可以輕而易舉地完成。本論文就超聲波加工技術的原理、發(fā)展及在以上方面的應用做出初步的研究和探索。關鍵詞：超聲波加工，機械加工，其他應用 Application Research of Machining Technology Based on UltrasonicAbstract Ultrasonic machining technology because its peculiar processing characteristics are widely used in all walks of life, especially in mechanical processing, such as grinding, deep hole processing scald, cleaning, etc. And again in textile, chemical, food, some quite also applies to the finished work of ordinary processing by ultrasonic machining can easily finish. This paper, the principle of the ultrasonic machining technology development and application of the above make preliminary research and exploration.First, the principle of ultrasonic machining and its mechanism, ultrasonic machining is to know to use vibrations frequency of more than 16,000 Hz, through suspension abrasive tool to head the forming of a kind of method.Secondly, of ultrasonic machining technology to the application of mechanical processing make research, through examples in this paper the grinding and wash cutprocessing, deep hole processing applications, and pared with the conventional processing methods.Moreover of ultrasonic machining in cleaning and testing the application of the application to make basic study.Key words: Ultrasonic machining, mechanical processing, other applications 目 錄第一章 緒論 1 1 超聲波的產生 1 1 超聲波加工技術的應用現狀及發(fā)展趨勢 2 4 5 超聲振動加工 5 超聲復合加工 6 8 第二章 超聲波精密研磨 9 9 超聲波研磨的裝置 11 第三章 超聲波深小孔加工 13 13 16 17 超聲波加工深小孔的實際應用—對玻璃小孔的鉆削加工 18 18 18 18 18 19 第四章 超聲波銑削加工 20 超聲波銑削加工的原理與特點 20 超聲銑削機床 21 21 24 第五章 超聲波的其他應用 25 25 超聲波探傷的概念 25 超聲波探傷的原理 25 26 超聲波技術在探傷應用中的優(yōu)缺點 29 30 30 30 31 31 32 32 第六章 總結 33 致 謝 34 參考文獻 35 第一章 緒論超聲波加工包括超聲振動加工和超聲復合加工兩種方法這兩種超聲波加工方式在一些常規(guī)加工方式無法解決完成的時候它們能很容易的進行加工。當聲波的振動頻率大于20KHz或小于20Hz時，我們便聽不見了。譬如，鼓面經敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。秒振動100萬次，可聞波的頻率在16～20,000HZ 之間）。這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為“空化”現象。 超聲波加工技術的應用現狀及發(fā)展趨勢　 超聲波加工技術的研究最早可追溯到1927年美國物理學家R．w．Wood和A1fred Loomis的奠基性工作，他們利用強烈的超聲振動在玻璃板進行雕刻和快速鉆孔，但當時并未應用在工業(yè)上。早期研究發(fā)現使用超聲波加工方法，所有的脆性材料，如玻璃、陶瓷、硬質合金、寶石，甚至金剛石都能被加工。這種復合加工的方法能改善電加工或金屬切削加工的條件，提高加工效率和質量。自80年代以后，新的合成材料和陶瓷材料進展很快，促進了超聲波加工技術的發(fā)展。功率超聲是超聲學的一個分支，它主要研究大功率和高強度超聲的產生，強超聲在媒質中的傳播規(guī)律，強超聲和物質的相互作用，以及各種功率超聲技術和應用。近十年來，隨著科學技術的發(fā)展，超聲技術發(fā)展極為迅速，其應用遍及航空、航海、國防、生物工程以及電子等領域，在我國國民經濟建設中發(fā)揮越來越大的作用。1939年發(fā)表了有關超聲波治療取得臨床效果的文獻報道。公開的文獻報道始見于1957年。將超聲能量通過聲學系統(tǒng)施加于工具，使其按一定的頻率和振幅作圓周方向的扭轉振動,形成脈沖力作用的分離型振動切削，消除了普通切削過程中的彈性擠壓振動, 使切削過程變?yōu)橛幸?guī)律的脈沖狀斷續(xù)切削,切削力可降為普通切削的IP3IP10，降低了切削溫度, 增加了系統(tǒng)剛度。超精密加工技術在提高機電產品的性能、質量和發(fā)展高科技產品等方面具有重要的作用。其振動系統(tǒng)安裝在一根能上下移動的導軌上，導軌由上下兩組滾動導輪定位，使導軌能靈活可靠地上下移動。他再20世紀50～60年代發(fā)表了許多振動切削方面的論文，系統(tǒng)地提出了振動切削理論，并成功地實現了振動切削加工等。北京航空航天大學和哈爾濱工業(yè)大學將超聲震動引入普通聚晶金剛石(PCD)的研磨加工，顯著地提高了研磨效率，并在分析PCD材料的微觀結構和去除機理的基礎上，對PCD超聲振動研磨機理進行了深入研究。英國阿伯丁大學國王學院研究了超聲鉆削難加工材料時工藝參數對材料去除率的影響，建立了問斷性沖擊過程的非線性模型，對沖擊力的特性進行了分析，提出了一種新的材料去除率的計算方法，這種方法首次解釋了材料去除率在較高的靜態(tài)力作用下減小的原因。超聲波橢圓振動切削已受到國際學術界和企業(yè)界的重視。超聲波橢圓振動切削在理論和應用方面還有許多工作要做。 法國的研究人員系統(tǒng)地研究了超聲振動對電火花加工性能的影響。以微機械為代表的微細制造是現代制造技術中的一個重要組成部分，晶體硅、光學玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在微機械中的廣泛應用，使硬脆材料的高精度三維微細加工技術成為世界各國制造業(yè)的一個重要研究課題。研究者認為，這主要由于工件激勵后加工間隙內工作液中壓力波劇變的沖擊和擾動作用，有助于改善電火花微細加工的排屑條件，提高放電脈沖的利用率，使加工速度及微細孔電火花加工的深徑比得到提高。山東大學的研究人員將超聲振動引入氣中放電加工技術，并對工程陶瓷進行了加工實驗研究，加工效率提高了近3倍。幾十年來，超聲波加工（包括復合加工）的發(fā)展都極位迅速，其工藝技術在深小孔加工、難加工材料加工方面都有廣泛應用，尤其是在難加工材料方面解決了許多工藝問題。超聲學的主要任務就是研究超聲的特性、作用,用人工產生超聲波的方法,以及超聲的應用等。在機械加工中超聲波加工使技術起著越來越大的作用,一些用機械加工很難完成的工作利用超聲波加工就可輕而易舉的完成,甚至用一般機械方法不可能進行加工的項目,用超聲波也可完善的解決。本文主要對超聲波在超聲波精密研磨、深小孔加、銑削加工、探傷、研磨、這多個方面的應用進行一些初步的研究探索。因此，超精密研磨是實現納米級、原子級加工的主要方法。研磨加工的實質是磨粒的微量切削、研磨表面微小起伏的塑性流動、表面活性物質的化學作用及研具堵塞物與工件表面滑擦作用的綜合結果。研究表明，超聲振動研磨加工硬脆材料主要是依賴表面層微裂紋的擴展、生成，從而使材料脆裂、脫落，因此，對硬脆材料表面層微裂紋的研究非常重要，直接決定材料的去除率、加工效率、加工精度和表面質量。 。超聲研磨脆性材料和塑性材料的機理是有所不同的，脆性材料的加工主要是依賴于表面層微裂紋擴展、生成，而使材料脆裂、脫落。塑性材料的加工則主要依賴于表面層的塑性變形，即通過材料的擠壓和撕裂將金屬從表面扯下來，其殘余應力為拉應力。因而它不適宜加工塑性材料。該裝置的原理：連接器安裝在夾具上，一次裝夾4～12個，對稱安裝；換能器6接收超聲電信號并轉換為機械波，超聲波經過變幅桿3放大后傳遞到夾具2，最后經連接器的插芯傳遞到連接器1的端面與研磨介質15之間的界面上；研磨盤14在電機11和12的驅動下能同時自轉和公轉，轉動的速度無級可調；研磨的壓力通過加載裝置16進行調整；夾具與研磨盤的平行度由調整套5與高度調整環(huán)9實現，調整時另有一個專用的對刀塊。（） 交錯耕犁及空化效應示意圖第三章 超聲波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雜得多。其結果是加工效率、精度降低，表面粗糙度值增加，工具壽命短。探索新的加工方法，改善硬脆材料的可加