【正文】 ，超聲技術用于珩磨加工的技術難度比用于切削大，原因在于超聲能量從換能器傳輸?shù)接褪先サ穆窂介L，能量傳遞元件多，需要轉(zhuǎn)換振動方向，需要有較大功率的超聲設備，并且對超聲的傳輸效率要求也高，否則不但在加工區(qū)得不到足夠的聲能使效果變差，而且容易損壞超聲振動系統(tǒng)。隨著超 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 13 聲加工研究的不斷深入，它的應用范圍還將繼續(xù)擴大。 ⑤ 超聲加工的面積不夠大，而且工具頭磨損較大、故生產(chǎn)率較低。 ②由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬時局部的沖擊作用，故工件表面的宏觀切削力很小，切削應力、切削熱更小，不會產(chǎn)生變形及燒傷，表面粗糙度也較低，可達 一 ，尺寸度可達 ，也適于加工薄壁、窄縫、低剛度零件。材料加工中的許多課題需要我們共同去探討。 此外，超聲加工技術在迅猛發(fā)展的汽車工業(yè)中已有非常廣泛的應用，目前超聲加工技術主要用于精密模具的型孔、型腔加工，難加工材料的超聲電火花和超聲電解復合加工，塑料件的焊接，以及對具有小孔窄縫而清潔度要求較高的零件的清洗。目前可適用于硬脆材料加工的手段主要有光刻加工、電火花加工、激光加工、超聲加工等特種加工技術。 在微小三維型面的加工中，利用簡單形狀電極、基于分層制造原理的微細電火花銑削技術正在受到重視，哈爾濱工業(yè)大學研究了超聲輔助分層去除微細電火花加工技術，對電極軸向施加的小幅超聲振動對活化極間狀態(tài)、拉大極間間隙、增加排屑能力、提高有效脈沖利用率和放電穩(wěn)定性等方面起到了重要的 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 11 作用．但是該工藝尚有待于進一步完善以達到實用化。但包括材料去除機理的許多方面的內(nèi)容有待進一步研究。 (2)超聲復合加工技術 目前，超聲電火花機械三元復合加工技術已經(jīng)得到較快的發(fā)展。 超聲銑削加工技術。美國、英國、德國和新加坡等國的大學以及國內(nèi)的北京航空航天大學和上海交通大學已開始這方面的研究工作。 對振動切削機理深入研究。 (1)超聲振動切削技術 隨著傳統(tǒng)加工技術和高新技術的發(fā)展，超聲振動切削技術的應用日益廣泛，振動切削研究日趨深入，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 1989年，我國研制成功超聲珩磨裝置。 1983年 10月，機械電子工業(yè)部科技司委托《機械工藝師》雜志編輯部在西安召開了我國第一次“振動切削專題討論會”，會議充分肯定了振動切削在金屬切削中的重要作用，交流了研究和應用成果，促進了這項新技術在我國的深入研究和推廣應用。 德國和英國也對超聲加工的機理和工業(yè)應用進行了大量的研究，并發(fā)表了許多有價值的論文，在生產(chǎn)中也得到了積極的應用。為了推動超聲加工的應用， 1973 年原蘇聯(lián)召開了一次全國性的討論會，充分肯定了超聲加工的經(jīng)濟效果和實用價值，對這項新技術在全國的推廣應用起到了積極的作用。日本研究人員不但把超聲加工用在普通設備上，而且在精密機床、數(shù)控機床中也引入了超聲動系 統(tǒng)。 1927年，美國物理學家伍德 ()和盧米斯 ()最早做了超聲加工試驗，利用強烈的超聲振動對玻璃板進行雕刻和快速鉆孔，但當時并未應用在工業(yè)上 。 對超聲學的誕生起重大推進作用的是 1912 年豪華客輪泰坦尼克 (Titanic)號在首航中碰撞冰山 后沉沒，這個當時震驚世界的悲劇促使科學家提出用聲學方法來探測冰山。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 超聲加工技術是超聲學的一個重要分支。正是這些特點，決定了超聲波具有與可聽聲不同的、領域相當廣闊的各種用途。而超聲波頻率的上限是 10Hz，整個頻率范圍是相當寬廣的。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 6 第二章 超聲加工技術及總體方案設計 超聲波是指頻率高于人耳聽覺上限的聲波。最后經(jīng)過緊張的準備以后，開始整理各種完成的前面的部分的工作，包 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 5 括寫出設計說明書、實習報告、畫出了用以表達我們的思想的 CAD 制圖和手工圖 ，并且完成了老師交給的另一項重要的任務 — 專業(yè)學術論文翻譯。然后，在與同學們的討論及其老師的建議之后，開 始規(guī)劃自己在這緊湊的一個月時間里的設計計劃。我相信在老師們辛勤的培養(yǎng)之下一定不乏有大量的高級知識分子來回報各位老師的辛勤付出，也希望在以后的工 作學習過程中得到老師們繼續(xù)熱忱的知道和幫助。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 4 “珩磨裝置設計”主要有以下幾部分：裝備簡述、設計規(guī)劃、方案、零件和機構設計以及校核。 （ 4）它讓我們在近一個多月的設計學習中，訓練和提高設計的基本技能，如計算、制圖以及方案的提出和優(yōu)化選擇能力。眾所周知，它對我們即將走上工作崗位或者更進一步深造有非常重要的意義，它將把我們過去的理論學習引向一個更高的層次。 關鍵詞：超聲加工、變幅桿、珩磨、振動圓盤、油石 河南理工大學畢業(yè)設計（論文） 2 Abstract Ultrasonic processing is the use of ultrasonic vibration tools in abrasive liquid medium, or abrasive produce abrasive shocks, he finds, hydraulic shocks and the resulting gas piping role in the removal of materials, or to the instrument or working along a certain direction by ultrasonic vibration frequency vibration for processing, or using ultrasonic vibration to her bined processing methods. Ultrasonic Honing processing is the use of ultrasonic vibration tools carry noodles, to the consolidation of liquid suspended in the work piece surface Moli shocks, removed her surface materials processing methods. This design system introduced ultrasonic vibration Honing technological development profile. Ultrasonic vibration Honing device design。 超聲珩磨加工是利用超聲振動的工具端面，促使懸浮在工作液體中的固結(jié)磨粒沖擊工件表面，去除工件表面材料的加工方法。 本次設計系統(tǒng)的介紹超聲振動珩磨技術發(fā)展的概況。 Ultrasonic vibration Honing acoustic system designs: ultrasound generator and other devices to use, change Deputy pole design calculations, vibration disk design calculations, and flexibleness pole and rock subsystem design。 我想我們還要對本次設計給予更進一步的認識，那是什么呢？本次設計： （ 1）它多角度的培養(yǎng)我們綜合運用和擴大所學知識面的能力，以提高理論聯(lián)系實際的能力。 （ 5）它在我們經(jīng)常忽略的地方突然以新穎的形式出現(xiàn)，大大提高了我們適應設計環(huán)境的能力。為了更好的展現(xiàn)以及表達我的設計，我力求圖文并茂的對超聲珩磨的工作和原理進行詳盡的說明，但是設計工作對我們來說只是初步接觸，難免在設計中有不足、不完善的地方，我將盡最大的努力查閱資 料，請教在此方面有所建樹的老師以汲取他們的經(jīng)驗，同時也請他們指出本次設計過程中的不足之處，力求做到及時修改盡自己最大的努力把設計搞好，力求把的產(chǎn)品設計得更具有良好的實用性，經(jīng)濟性和產(chǎn)品性能更可靠。 畢業(yè)設計終究是一次深刻的檢驗，它會讓我們發(fā)現(xiàn)不足，大使它又允許我們有充足的時間來彌補錯誤取得更加完整的系統(tǒng)化知識。終于，明確自己應該先分析零部件結(jié)構以及工作原理，然后分別計算并查閱相關數(shù)據(jù)以致完成草圖設計的全部尺寸及配合要求。 至此 ，整個畢業(yè)設計已接近尾聲，我們所忙碌的成果即將接受檢驗。一般來說，正常人聽覺的頻率上限 l6~20kHz之間，隨年齡、健康狀況等有所不同。 超聲波是聲波的一部分，因此它遵循聲波傳播的基本規(guī)律。 2． 1 超聲加工技術發(fā)展概況 超聲加工是利用超聲 振動的工具在有磨料的液體介質(zhì)中或于磨料中產(chǎn)生磨料的沖擊、拋磨、液壓沖擊及由此產(chǎn)生的氣蝕作用來去除材料，或給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動進行振動加工，或利用超聲振動使工件相互結(jié)合的加工方法。超聲加工技術是伴隨著超聲學的發(fā)展而逐漸發(fā)展的。這些活動啟發(fā)了第一次世界大戰(zhàn)期間偵察德國潛艇的緊張研究。 1951 年，美國的科思制成第一臺實用的超聲加工機，并引起廣泛關注，為超聲加工技術的發(fā)展奠定了基礎。 1977 年日本將超聲振動切削與磨削用于生產(chǎn)，可對大型船用柴油機缸套進行鏜孔。到 80年代末期，當時蘇聯(lián)已經(jīng)生產(chǎn)系列超聲振動鉆削裝置。例如，英國于 1964年提出使用燒結(jié)或電鍍金剛石工具的超聲旋轉(zhuǎn)加工的方法，克服了一般超聲加工深孔時加工速度低和精度差的缺點，取得了較好的效果。 1985年，廣西大學、南京電影機械廠和南京刀具廠聯(lián)合開發(fā)了我國第一套“ CZQ— 250A型”超聲振動切削系 統(tǒng)。 1991年研制成功變截面細長桿超聲車削裝置。 ①研制和采用新的刀具 材料。當前和今后一個時期對振動切削機理的研究將主要集中在對振動切削中刀具與工件相互作用的力學分析和振動切削機理的微觀研究及數(shù)學描述兩個方面。日本企業(yè)界如日立、多賀和 Towa公司等已開始這方面的實用化研究工作。基于分層去除技術思想的超聲銑削加工技術正在被更多的學者所關注。哈爾濱工業(yè)大學利用超聲電火花磨料三元復合加工技術對不銹鋼進行加工，解決了電火花小孔加工中生產(chǎn)率和表面質(zhì)量不能兼顧的矛盾，具有較好的應用前景。 近年來，日本東京農(nóng)工大學對氣體介質(zhì)中的電火花脈沖放電加工技術進行了開創(chuàng)性的研究，為電火花脈沖放電加工技術開辟了一條新的途徑。 由于新材料 (尤其是難加工材料 )的涌現(xiàn)和對產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效益的要求不斷提高，新的加工方法也不斷出現(xiàn)。超聲加工與電火花加工、電解加工、激光加工等技術相比，既不依賴于材料的導電性又沒有熱物理作用，與光刻加工相比又可加工高深寬比三維形狀，這決定于超聲加工技術在陶瓷、半導體硅等非金屬 硬脆材料加工方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。可以預測，超聲加工技術在世界汽車工業(yè)中將發(fā)揮越來越重要的作用。展望未來，超聲加工技術的發(fā)展前景是美好的。 ③工具可用較軟的材料做成較復雜的形狀，且不需要工具和工件作比較復雜的相對運動，便可加工各種復雜的 型腔和型面。 ⑥利用超聲焊接技術可以實現(xiàn)同種或異種材料的焊接，不需要焊劑和外加熱，不因受熱而變形，沒有殘余應力，對焊件表面的焊接處理要求不高。 超 聲 材 料 去 除 加 工 超聲切削加工 超聲車削、超聲鉆削、超聲鏜削、超聲插齒、超聲滾齒、超聲攻絲、超聲鋸料、超聲銑削、超聲振動鉸孔 超聲磨削加工 超聲修整砂輪，超聲清洗砂輪、超聲磨削、超聲磨齒 磨料沖擊加工 超聲打孔、超聲切割、超聲珩齒 超聲焊接 和其他應用 超聲焊接、超聲清洗、超聲電鍍 超聲塑性加工 超聲拉絲、超聲拉管超聲沖截、超聲軋制、超聲彎管、超聲擠壓 超聲復合加工 超聲電火花復合加工 超聲電解復合加工 表 21 超 聲珩磨技術 普通珩磨時，油石易堵塞，加工效率低，尤其是在珩磨鋼、鋁、鈦合金等韌件材料管件時，油石極易堵塞，從而導致油石壽命的過早結(jié)束，零件已加工表面質(zhì)量差，加工效率很低。因此．研制超聲珩磨裝置，開展超聲珩磨工藝及其應用的研究，是非常必要的。 超聲珩磨裝置由珩磨頭體、珩磨桿、浮動機構、油石脹開機構、超聲振動系統(tǒng)等五個部分構成，它是超聲珩磨工藝系統(tǒng)的關鍵部分。 在圖 2— 1中，件 3表示在位移節(jié)點附近斷開、與油石座連接在一起的珩磨油石，件 7 是縱向振動換能器，件 4 是撓性桿，它的一端連接在彎曲振動圓盤 5的振動腹上，另一端同油石座