【正文】 rasonic 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(chǎn)生 1 1 超聲波加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2 4 5 超聲振動加工 5 超聲復(fù)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(yīng)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(yīng)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(shù)在探傷應(yīng)用中的優(yōu)缺點 29 30 30 30 31 31 32 32 第六章 總結(jié) 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(fù)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。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。這種由無數(shù)細小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。早期研究發(fā)現(xiàn)使用超聲波加工方法，所有的脆性材料，如玻璃、陶瓷、硬質(zhì)合金、寶石，甚至金剛石都能被加工。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(shù)的發(fā)展。近十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲技術(shù)發(fā)展極為迅速，其應(yīng)用遍及航空、航海、國防、生物工程以及電子等領(lǐng)域，在我國國民經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用。公開的文獻報道始見于1957年。超精密加工技術(shù)在提高機電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和發(fā)展高科技產(chǎn)品等方面具有重要的作用。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(xiàn)了振動切削加工等。英國阿伯丁大學(xué)國王學(xué)院研究了超聲鉆削難加工材料時工藝參數(shù)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在理論和應(yīng)用方面還有許多工作要做。以微機械為代表的微細制造是現(xiàn)代制造技術(shù)中的一個重要組成部分，晶體硅、光學(xué)玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在微機械中的廣泛應(yīng)用，使硬脆材料的高精度三維微細加工技術(shù)成為世界各國制造業(yè)的一個重要研究課題。山東大學(xué)的研究人員將超聲振動引入氣中放電加工技術(shù)，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。超聲學(xué)的主要任務(wù)就是研究超聲的特性、作用,用人工產(chǎn)生超聲波的方法,以及超聲的應(yīng)用等。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(yīng)用進行一些初步的研究探索。研磨加工的實質(zhì)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(zhì)的化學(xué)作用及研具堵塞物與工件表面滑擦作用的綜合結(jié)果。 。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(yīng)力為拉應(yīng)力。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(zhuǎn)換為機械波，超聲波經(jīng)過變幅桿3放大后傳遞到夾具2，最后經(jīng)連接器的插芯傳遞到連接器1的端面與研磨介質(zhì)15之間的界面上；研磨盤14在電機11和12的驅(qū)動下能同時自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動的速度無級可調(diào)；研磨的壓力通過加載裝置16進行調(diào)整；夾具與研磨盤的平行度由調(diào)整套5與高度調(diào)整環(huán)9實現(xiàn)，調(diào)整時另有一個專用的對刀塊。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。因此，國內(nèi)外許多學(xué)者展開了對難加工材料加工方法的研究，其中以超聲加工較多。振動鉆削過程中，并不是利用整個周期，而是在極短的時間內(nèi)進行切削，刀具在很小的位移上產(chǎn)生很大瞬時速度和加速度，在局部產(chǎn)生很高的能量，對工件作沖擊作用。且表面無殘余應(yīng)力、燒傷等不良現(xiàn)象。然后有變幅桿帶動用螺紋連接在它上面的研磨刀具一起振動。這時，鉆頭的長度應(yīng)滿足指定的要求，不能變化太大，否則會導(dǎo)致鉆頭端部振幅明顯減弱。PCD材料的耐磨性首先取決于PCD材料本身的微觀結(jié)構(gòu)和組成，金剛石結(jié)合界面程度越高，刀具的耐磨性越高；鈷含量愈低，其分布越均勻，刀具的耐磨性越高。則：λ／2=125 mm。換能器、變幅桿或整個振動系統(tǒng)應(yīng)選擇在振幅為零的駐波節(jié)點。 超聲波加工深小孔的實際應(yīng)用—對玻璃小孔的鉆削加工.超聲波振動加工技術(shù)，是利用超聲波發(fā)生器一換能器一變幅桿一模具頭的振動，帶動工作液中的磨料振動，在玻璃上產(chǎn)生空化、拋磨等作用，而實現(xiàn)對玻璃進行加工。加工時工具對工件應(yīng)有一個合適的進給壓力，壓力過小，則工具末端與工件加工表面間的間隙增大，從而減弱了磨料對工件的撞擊力和打擊深度；壓力過大，會使工具與工件間隙減小，磨料和工作液不能順利循環(huán)更新，都會降低生產(chǎn)率。磨料懸浮液濃度低，加工間隙內(nèi)的磨粒就少，特別是加工面積和深度較大時可能造成加工區(qū)局部無磨料的現(xiàn)象，使加工速度大大下降。為避免出現(xiàn)嚴重邊崩的現(xiàn)象發(fā)生。由于硬脆材料的抗拉強度比抗壓強度小，對磨粒加壓時，就在硬脆材料加工表面的拉伸應(yīng)力最大部位產(chǎn)生微裂紋，工具的旋轉(zhuǎn)和進給運動進一步促進了裂紋擴展。其振動系統(tǒng)安裝在一根能上下移動的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌由上下兩組滾動導(dǎo)輪定位，使導(dǎo)軌能靈活可靠地上下移動。在研究單顆磨粒與工件的相互作用的基礎(chǔ)上，給出單顆磨粒在一個振動循環(huán)內(nèi)去除的材料體積，然后計算出所有磨粒去除材料之和為整個過程的材料去除率。F為加工靜壓力，d為磨粒直徑, 為工轉(zhuǎn)速度，H 為超聲振動頻率?？紤]到實際加工中機床進給速度相比于工具轉(zhuǎn)速較小，如工具直徑為Φ2mm，轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)／分時，而實際加工中由于工具直徑較小，且側(cè)面沒有加工能力，機床的進給速度通常很小，約為l2mm/min，進給速度過大會使工具頭端部承受側(cè)向力而發(fā)生彎曲，因此實際加工中(44)式中的材料去除率可用(43)式材料去除率代替?！?MHz之間。目前國內(nèi)還沒有可靠的檢驗方法,大部分接管角焊縫處于不檢狀態(tài),潛在危險大。另外還有焊縫中的危險缺陷大致垂直于焊縫表面，用斜角探傷容易發(fā)現(xiàn)。(c)（3）.對探測面的要求探測面必須平整，探測面粗糙程度越低，聲耦條件越好，判斷的準確性就越高，否則就會給探傷帶來困難。要求去掉明顯的高低不平、焊渣和銹層。初探的掃查可分3步進行：①確定試塊溝槽調(diào)好搜索靈敏度，探查根部缺陷；②按點狀缺陷調(diào)好一次波搜索靈敏度，探查焊縫根部和中部缺陷；③按點狀缺陷調(diào)好二次波搜索靈敏度，探查焊縫上部缺陷。(1)從焊縫兩側(cè)探傷都發(fā)現(xiàn)反射波。被評為不合格的焊縫，要在焊縫上標明缺陷位置、深度、通知返工處理，返工后的焊縫要復(fù)查至合格為止。肉眼能看到直進流，垂直于振動面產(chǎn)生流動，流速約為10cm/s。 第二超聲波在液體中傳播，使液體，與清洗槽在超聲波頻率下一起振動，液體與清洗槽振動時有自己固有頻率，這種振動頻率是聲波頻率，所以人們就聽到嗡嗡聲。當(dāng)頻率低於20kHz時，工作噪音不僅變得很大，而且可能超出職業(yè)安全與保健法或其他條例所規(guī)定的安全噪音的限度。發(fā)現(xiàn)39。超聲頻率：超聲波頻率越低，在液體中產(chǎn)生的空化越容易，產(chǎn)生的力度大，作用也越強，適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強，適合于精細的物件清洗。第六章 總結(jié)本章是這次畢業(yè)論文的重點,通過對超聲波加工技術(shù)在機械研磨、深小孔加工、超聲波清洗和超聲波探傷這四個方面的的應(yīng)用做出了初步的探討和研究。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我懂得對每一件事都要認真負責(zé)、一絲不茍、還有團隊精神的重要性；鍛煉了我潛心考察、勇于開拓與實踐的基本素質(zhì)；使我獲得了從文獻和生產(chǎn)實踐中獲取知識的能力；提高了我從別人經(jīng)驗、從其它學(xué)科找到解決問題的新途徑的悟性；也使自己知道如何去學(xué)習(xí)、去思考。因為它除了使我加深了對書本知識的理解外，更使我們獲得了走向?qū)嵺`、投入社會所必需的基本素質(zhì)，使我通過了從校園走向工作崗位的重要環(huán)節(jié)。于興芝，張成光. . 38 。在本次畢業(yè)論文中,我忠心感謝熊偉老師以及其他答辯論文組的給予我的許多幫助,多虧老師在萬忙中抽出時間幫我指導(dǎo)和修改論文。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我有了很大收獲。加工時在工具頭與工件之間加入液體與磨料混合的懸浮液，并在工具頭振動方向加上一個不大的壓力進行加工的,只要換上不同的工具即可。C~40176。市場上常用頻率的產(chǎn)品有28KHz、32KHz、40kHz。 高頻通常被用于清洗較小、較精密的零件，或清除微小顆粒。只有液體中的空氣氣泡被完全拖走，空化作用的真空核群泡才能達到最佳效果。 （3）加速度：液體粒子推動產(chǎn)生的加速度。缺點：①要由有經(jīng)驗的人員謹慎操作； ②對粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查； 　③對所發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準確的定性、定量表征仍有困難。②如果定位均在靠近探頭的一側(cè)，則為2個缺陷。(3)細探。(3)涂耦合劑。(d)（4）.管道焊縫探傷流程ⅰ.必要的準備工作(1)了解所探管道的系統(tǒng)圖、焊縫的結(jié)構(gòu)形式及焊縫工藝。檢查這種缺陷可以將焊縫表面適當(dāng)?shù)卮蚰テ秸?，用斜探頭再焊縫加強面上順焊接的方向進行探測，即焊縫上掃查。小孔徑角焊縫的自動超聲波探傷設(shè)備,是小尺寸接管內(nèi)孔探傷的有效手段,可取代手工探傷,并能完成手工探傷所不能完成的紀錄功能。用縱波可探測金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點、分層等缺陷；用橫波可探測；材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可探測形狀簡單的制件上的表面缺陷；用板波可探測薄板中的缺陷。分層厚度越大，材料去除率越高，但是分層厚度與進給速度兩者相互制約，通常增大分層厚度，就要適當(dāng)減小進給速度，反之，減小分層厚度，可以增加進給速度。該公式的推導(dǎo)過程中只考慮了工具的旋轉(zhuǎn)運動，假設(shè)工具、磨粒和工件三者接觸后，磨粒的轉(zhuǎn)速與工具轉(zhuǎn)速一致，而實際超聲波銑削加工中，由于磨料顆粒與工具問并不是剛性連接，磨粒相對于工具存在滑動和滾動，該公式還應(yīng)乘以一個小于l的比例系數(shù)或減小比例系數(shù)才與實際加工過程比較符合。超聲波銑削加工中磨粒受力分析：在超聲波銑削加工中，工具上下運動，同時作同步旋轉(zhuǎn)運動。 國產(chǎn)CSJ一2型超聲加工機床 超聲波加工中，大量的自由磨粒在工具的超