小型超聲波鉆床設計(論文)word格式(編輯修改稿)
2025-01-12 09:33 本頁面
【文章內容簡介】 長和超聲 振動脈沖力的作用是提高研磨效率的根本原因。 淮海工學院對燒結永磁體材料超聲振動加工過程中的材料去除機理進行了理論研究。該研究指出，磨料顆粒的尺寸與加工效率有密切的關系，對實際生產具有一定的指導作用。 沈陽工業(yè)學院研究了采用電鍍金剛石工具頭對瑪瑙進行鉆孔的可行性以及加工參數(shù)與材料去除率的關系。研究表明，該方法不僅大大提高了材料的去除率，而且加工成本也有所降低。同時，借助于 SEM分析了該方法加工瑪瑙的材料去除機理。 超聲加工技術的發(fā)展趨勢和未來展望 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。 (1) 研制和采用新的刀具材料 在現(xiàn)代制造業(yè)中，鈦合金、純鎢、鎳基高溫合金等難加工材料所使用的范圍越來越大，對機械零件加工質量的要求越來越高。為了更好地發(fā)揮刀具的效能，除了選用合適的刀具幾何參數(shù)外，在振動切削中，人們將更多的注意力轉為對刀具材料的開發(fā)與研究上，其中 3 本科畢業(yè)設計說明書（論文） (2) 研制和采用高效的振動切削系統(tǒng) 第 4頁共 45頁 天然金剛石、人造金剛石和超細晶粒的硬質合金材料的研究和應用為主要方向。 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。到目前為止，輸出能量為 4 kW的振動切削系統(tǒng)已研制出來并投產使用。在日本，超聲振動切削裝置通?？奢敵龉β?1 kW，切削深度為 ～ mm。 (3) 對振動切削機理深入研究 當前和今后一個時期對振動切削機理的研究將主要集中以下幾個方面： ① 在振動切削狀態(tài)下工件材料是如何與工件分離并形成屑的。 ② 振動切削中刀具與工件相互作用的力學分析。 ③ 振動切削機理的微觀研究及數(shù)學描述。 (4) 超聲橢圓振動切削的研究與推 廣 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。美國、英國、德國和新加波等國的大學以及國內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。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。但是，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。尤其是對硬脆性材料的超精密切削加工、微細部位和微細模具的超精密切削加工等方面還需要進一步研究。 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，以及清潔度要求較高的小孔窄縫零件的清洗?？梢酝茢?，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。 超聲加工技術的發(fā)展及其取得的應用成果是可喜的。一方面，材料加工的客觀需要推動和促進了超聲加工技術的發(fā)展；另一方面，超聲加工技術提供的強有力加工手段，又促進了新材料的發(fā)展。材料加工中的許多課題需要我們共同去探討。展望未來，超聲加工技術的發(fā)展前景是美好的。 4 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 2 超聲波加工原理與系統(tǒng)組成簡介 第 5頁共 45頁 超聲波發(fā)生器 換能器 變幅桿 工具頭 磨料 工件 容器 泵 磨料供給管頭 工作臺 1接觸壓力 F 1 工具頭震動方向 1震動位移振幅分布 圖 21 超聲加工的基本加工裝置 超聲波加工技術中應用最廣泛、最基本的加工方式是磨料沖擊加工，因此下面以磨料沖擊加工為例闡述超聲加工的基本原理。 超聲波加工的基本裝置如圖 21所示。主要由超聲波發(fā)生器、換能振動系統(tǒng)、磨料供給系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)和工作臺等部分組成。換能器產生的超 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。這樣，當工具頭作縱向振動時，就沖擊磨料顆粒，磨料顆粒又沖擊加工表面，超聲加工主要是利用磨料顆粒的“連續(xù)沖擊 ”作用。由于超聲振動的加速度是非常大的，所以磨料顆粒的加速度（或沖擊力）也是非常大的。無數(shù)磨料顆粒連續(xù)不斷的沖擊，可使加工工件的表面破碎和去除。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生損傷，實際上材料并沒有被去除。只有依靠切變應力才能將材料去除，磨料在超聲工具 頭的沖擊下產生的應力含有切向成分，此切向分量對加工過程中材料的去除起重要作用。 另外，磨料懸浮中的超聲空化效應對加工也有很大的作用。超聲加工常用的頻率是從 5 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6頁共 45頁 20kHz到 40kHz，位移振幅在 10~100μm之間。當頻率一定時，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。同樣，當位移振幅一定，而頻率增高時，也可提高加
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