小型超聲波鉆床設(shè)計(論文)word格式(文件)
【正文】 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(jìn)行加工。湘潭大學(xué)進(jìn)行了內(nèi)圓表面的超聲光整強化研究。該工藝將超聲振動引入 1 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁共 45 頁 到精密電火花加工中，通過研究超聲振動對電火花精加工過程的影響，開發(fā)出了一種將超聲和電火花結(jié)合在一起的新型 4軸電火花加工裝置。 難加工材料的超加工 金屬和非金屬硬脆材料的使用越來越廣泛，尤其是陶瓷材料，具有高硬度、耐磨損、 高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、不易氧化、腐蝕等優(yōu)點。美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)還第一次分析了 Al2O3 陶瓷精密超聲加工的機(jī)理、過程動力學(xué)以及發(fā)展趨勢，并詳細(xì)討論了超聲技術(shù)在陶瓷加工方面的應(yīng)用情況。 山東大學(xué)研究開發(fā)了工程陶瓷小孔的超聲振動脈沖放電加工技術(shù)，工具電極的超聲振動引起脈沖放電，從而代替了傳統(tǒng)電火花加工的專用脈沖發(fā)生器。結(jié)果表明，材料去除率與大理石的力學(xué)性能有關(guān)，在同樣的加工條件下，材料的強度和斷裂韌性越高，其去除率越低，加工精度越高。結(jié)果表明，超聲加工建筑玻璃小孔的精度、表面質(zhì)量均可滿足建筑安裝、裝潢的要求。 淮海工學(xué)院對燒結(jié)永磁體材料超聲振動加工過程中的材料去除機(jī)理進(jìn)行了理論研究。同時，借助于 SEM分析了該方法加工瑪瑙的材料去除機(jī)理。 現(xiàn)有的實驗及實用 振動切削加工系統(tǒng)輸出功率尚小、能耗高，因此，期待實用的大功率振動切削系統(tǒng)早日問世。 ② 振動切削中刀具與工件相互作用的力學(xué)分析。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?？梢酝茢?，超聲加工技術(shù)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(shù)的發(fā)展前景是美好的。換能器產(chǎn)生的超 聲振動由變幅桿將位移振幅放大后傳輸給工具頭，工具頭作縱向振動，其振動方向如圖 21 b 中的箭頭所示。假如不用磨料而只用振動著的超聲工具頭直接縱向 “錘擊 ”工件表面，那只能使工件表面產(chǎn)生損傷，實際上材料并沒有被去除。當(dāng)頻率一定時，增大振幅可以提高加工速度，但振幅不能過大，否則會使振動系統(tǒng)超出疲勞強度范圍而損壞。如下我將主要部分作進(jìn)一步介紹。它可以是一個獨立的震蕩器，也可以是一個反饋網(wǎng)絡(luò)。 6 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 7頁共 45頁 圖 23 超聲波震蕩器的幾種類型 （ 2）超聲波放大器 超聲波放大器的作用是將震蕩信號放大至所需電平。 7 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8頁共 45頁 圖 24半橋式功率放大器 圖 25全橋式功率放大器 (3) 匹配電路 超聲波發(fā)生器與一般放大器的一個重要區(qū)別在于它的匹配電路部分。超聲加工處理設(shè)備利用超聲換能器的作用將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲頻電能轉(zhuǎn)換成超聲振動的機(jī)械能，并通過變幅桿進(jìn)行振幅放大和聚能后再傳輸?shù)焦ぞ哳^，進(jìn)而實現(xiàn)對工件的超聲加工處理。在交變磁場 H~的作用下，由于材料的磁致伸縮效應(yīng)，換能器兩端面產(chǎn)生與交流電頻率相同的交變伸縮，當(dāng)交變電流的頻率與換能器的共振頻率一致時，換能器端部振動最強烈，由此從換能器兩端面向介質(zhì)輻射出超聲波 圖 26 磁致伸縮換能器 ② 磁致伸縮換能器的結(jié)構(gòu)和特點 A、窗式換能器 窗式換能器是由薄片磁致伸縮金屬材料，經(jīng)沖孔成型， 氧化絕緣、疊集成塊、退火等工藝制成。通常采用的疊片厚度為 ~。通常，輻射 面的形狀采用正方形。有兩種情況出現(xiàn)： 。反向電場將削弱壓電片的極化強度，使得壓電片沿極化方向產(chǎn)生縮短的形變。其結(jié)構(gòu)圖形如下圖 210所示。此外在超聲加工處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)工藝上，通常在變幅桿或半波長等截面桿的波節(jié)平面處加帶一個法蘭盤，利用法蘭盤將 超聲振動系統(tǒng)固裝在超聲設(shè)備上。簡單形又可分為指數(shù)形、圓錐形、懸鏈形、階梯形。輸入阻抗 Zi 定義為輸入端策動力與質(zhì)點振動速度的復(fù)數(shù)。 圖 211 單一變幅桿 （ 2）復(fù)合變幅桿 在高強度超聲應(yīng)用中，常常要求變幅桿末端具有很大的振動幅度，這就要求變幅桿的形狀因數(shù) ψ及放大系數(shù) Mp值都盡可能的大，單一變幅桿的 ψ值和 Mp值常出現(xiàn)此優(yōu)彼劣的現(xiàn)象，很難二者兼顧。其中 Ⅰ 和 Ⅲ 段為等截面桿， Ⅱ 段為變截面桿，而變截面桿可以是指數(shù)形、 圓錐形或懸鏈線形等不同形式。 一般超聲波鉆床由超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿和輔助機(jī)構(gòu)等組成。其組成部件十分簡單，除壓電陶瓷、電極需要買賣外，其余部。 超聲波發(fā)生器的選用 由于超聲波發(fā)生器超聲波換能器的設(shè)計 由于壓電式換 能器較易實現(xiàn)，這里設(shè)計選擇壓電陶瓷型換能器。當(dāng) Ⅰ 或 Ⅲ 的任一段為零，則可構(gòu) 成兩段復(fù)合變幅度桿
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