【正文】 《分層媒質(zhì)中聲波傳輸規(guī)律的研究壓電與聲光》。《固體間不同厚度界面層超聲反射聲學技術(shù)》。北京化學工業(yè)出版社 。2004年[6]成大龍。《機械設(shè)計手冊 單行本 機械振動/機架設(shè)計》?！冻暭庸じ艣r和未來展望》?！冻暡姍C原理與設(shè)計》 [3] 趙淳生?！冻暡庸ぜ夹g(shù)》。老師在我的設(shè)計過程中提供了很多的重要參考意見，當我設(shè)計遇到困難時，他們必定會及時地給予指導(dǎo)，幫助我解決設(shè)計中存在的問題，另外以及關(guān)心我的同學，是他們的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計才能夠順利進行。此次實驗可以很好的說明超聲加工它與傳統(tǒng)的加工方式比較確實有它的獨特之處，毫無疑問我們應(yīng)該發(fā)現(xiàn)并表明，超聲波加工在加工脆硬性材料方面有特出的優(yōu)點，值得我們進一步探究，需要我們注意的是一些加工細節(jié)問題。結(jié)論實驗總的來說，超聲波加工確實加工平穩(wěn)、無噪聲，加工時間要比普通鉆床加工時間短（一般指脆硬性材料）且加工不易產(chǎn)生斷裂的現(xiàn)象，加工效果要比普通鉆床好的多。⑥換工具頭是應(yīng)關(guān)掉工作開關(guān)，不可無工具頭運轉(zhuǎn)。⑤打孔速度低這是磨料的粗細有關(guān)或磨料的剛度太低。④斷針功率過大，鋼針太長所故。②電流表指示大于200毫安解決方法同上，也可能是工具未上緊，鋼針振裂。若還不見效，則可能是：工具頭老化、鋼針開焊、加焊。改進措施：可檢測加工靜壓力的大小，以最佳加工靜壓力控制進給速度的大小，則能大大提高鉆孔的效率。③鉆的加工率慢 應(yīng)為在鉆孔只控制工件的向上進給速度，而速度的控制只能近似的保證加工順利進行為條件，由于試驗的條有限，無法保證加工中位最佳靜壓力，而超聲波加工中加工壓力對材料去除率即加工效率的影響是非常重要的。如果要求加工精度較高時，采用硬質(zhì)合金或淬火鋼角好，必要時可采用金剛石面鍍覆工具。改進措施：工具磨損的大小取決于工具的材料、結(jié)構(gòu)及各項的加工參數(shù)。同時，懸浮工作液受端面的超聲振動作用而產(chǎn)生液壓沖擊和空化現(xiàn)象，在工件表面形成液體空腔，在閉合式引起的極強的液壓沖擊破壞工件表面。 由超聲加工孔后期陶瓷材料的受力情況，在工件的底下施加一個均不力，使其作用方向與工件所受到總均不載荷方向相反，則可以減小超聲加工在陶瓷空底面上的應(yīng)力，通過施加與壓力的方法，可以有效的避免超聲波加工陶瓷空出口邊緣崩碎現(xiàn)象，提高加工質(zhì)量，但是避免出口邊緣崩碎所施加的與壓力難以確定。在開始和將要結(jié)束時，適當減小進給速度，以超聲波自由磨粒沖擊為主進行加工。出口崩邊的原因是由于玻璃、陶瓷等硬翠材料抗拉強度低，在孔的加工后期，孔周邊出的壓力最大，進給力和超聲沖擊力使其沿環(huán)狀裂紋方向發(fā)生斷裂。隨著他們的增大而嚴重。工件材料的斷殘韌性越低，加工孔徑越小蹦邊就越明顯。加工效率與材料也有關(guān)脆性越大加工效率越高。應(yīng)盡量的避免此類情況的發(fā)生。磨損出現(xiàn)后負載就加不上去波形業(yè)隨之改變，如能加工則加工電流則過大會引起鉆的發(fā)熱若時間過長則會將鉆燒毀。電流的大小對加工速同樣有影響，電流越大加工的速度越快反之則速度很慢。圖43超聲鉆加工孔效果圖（1）實驗數(shù)據(jù)第一次試驗數(shù)據(jù) （金剛沙磨料）編號名稱時間（min）深度(mm)1青磚2玻璃53大理石4鵝卵石5花崗巖6巖石7瓷磚9第二次試驗數(shù)據(jù)（碳化硼磨料）編號名稱時間(min)深度(mm)1青磚2玻璃53大理石4鵝卵石5花崗巖66巖石77瓷磚9（2）數(shù)據(jù)分析圖44 兩種磨料加工數(shù)據(jù)折線圖上圖34為該實驗的折線圖，通過圖折線、數(shù)據(jù)和表面質(zhì)量的比較可以清楚的看出磨料的粗細對加工工件的表面的表面質(zhì)量有很大的影響，磨料的力度越細其表面的質(zhì)量就越高但同時加工的時間也就越長。取出工件并用抹布將加工過程中濺出來的水擦掉，清洗工件，觀察加工孔的情況，可以把它們進行比較。（加工卡死時不計時）（5）清理現(xiàn)場加工完備后，切斷超聲波發(fā)生器電源開關(guān)以及示波器電源開關(guān)。我們可以發(fā)現(xiàn)此波形為一帶毛刺的尖峰波，這正是加工的所要得到的波形。調(diào)整超聲波振動頻率等參數(shù)，此時示波器上將顯示一波形，并聽到輕微的變幅桿振動聲，但看不出，現(xiàn)在我們需要觀察水的霧化現(xiàn)象，水霧化后說明波形正確是我們所需要得到的波形。切好后，辨別材質(zhì)并標號。（當然能加一些其它的冷卻液是更好不過了）攪拌均勻后留備用。（本次實驗所用磨料主要是碳化硼和金剛砂）在實驗之前，我們首先現(xiàn)羅列以下此實驗所需要用的材料和工具，見下表4a所示。、碳化硼等材料的磨料沖擊超聲加工眾所周知，金剛石是世界上已知的物體中硬度最高的，天然鉆石、人造聚晶金剛石、大顆粒人造單晶金剛石組成了金剛石家族，除了這個家族外立方蛋化硼、碳化硼等硬度較高的物質(zhì)也屬于超硬材料的范疇。粗檔加工以對工件材料去除為主，中檔加工是承上啟下的過度階段，而精檔加工則是對工件被加工表面進行拋光精加工。因此要想達到某種等級的加工精度和表面粗糙度，并且還要保持較高的加工速度，選擇磨料粒度的粗細是至關(guān)重要的。影響加工質(zhì)量的因素很多，最主要的是磨料的粗細，該因素不但對加工效率有較大影響，對加工精度與表面質(zhì)量的影響也十分明顯。此外，如果工具外形復(fù)雜則不利于磨料懸浮工作液的流動，也會影響生產(chǎn)率的提高。（以玻璃的加工速度為基準）表4a 不同材料超聲加工的相對加工速度材料玻璃鍺石英紅寶石硬質(zhì)合金金剛石相對加工速度100%57%52%18%5%%~%⑷工具材料對加工效率的影響作為超聲加工工具的材料不可太硬，否則會促使磨料很快邊鈍，工具本身也容易被過量損耗，對提高加工效率很不利。⑶工件材料的性質(zhì)及磨料懸浮工作液對加工效率的影響被加工材料越脆，則承受沖擊載荷的能力越低，也就越容易被去除，相反，如果是韌性好的材料則不易被加工。因此磨料沖擊超聲加工的頻率應(yīng)用范圍是20~40Hz；位移振幅一般在10~100μm范圍。影響磨料沖擊超聲加工效率的因素較多，主要的有以下幾種。圖41 磨料沖擊超聲加工示意圖來衡量、精度和表面質(zhì)量因素磨料沖擊超聲加工的效率一般用單位時間去除工件材料的質(zhì)量或體積來衡量。相反，硬度和脆性不是很大的韌性材料，因其具有緩沖作用而難于進行磨料沖擊超聲加工，因此在選擇工具材料時，既要考慮能撞擊磨粒，又能保證工具自身不受到很大破壞，在超聲加工中常用45鋼作為工具材料，以減少工具的相對損耗，并且價格低廉。 磨料沖擊超聲波加工介紹磨料沖擊超聲加工是一種應(yīng)用非常廣泛的超聲加工方式，它是磨粒在超聲振動作用下的機械撞擊、拋磨作用與超聲空化作用的綜合結(jié)果。4 超聲波鉆實驗論證超聲波鉆的加工原理實際上就是利用超聲振動加磨料，從而去除多余材料的一種簡單的加工方法。圖315 超聲鉆床結(jié)構(gòu) 示意①繪制超聲鉆床裝配圖②工作原理說明A、工件裝夾：將工件置于夾緊裝置移動塊與固定塊之間，通過推動移動塊以及擰動上下運動的螺母使其夾緊。⑥繪制加工零件圖⑦超聲鉆固定套設(shè)計組合圖簡要說明超聲鉆固定套與擺動伸縮桿采用螺紋連接，中間掏空可將超聲鉆放入其中，并用螺紋固定好。④材料的選擇考慮其加工性良好與質(zhì)的輕巧，這里選擇鋁合金。①構(gòu)思并繪制超聲鉆固定套草圖②初定設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸根據(jù)前面設(shè)計好的超聲鉆的結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計此結(jié)構(gòu)尺寸。可夾緊一定寬度和厚度的工件。⑤選擇加工方式及熱處理工件夾緊機構(gòu)可用數(shù)控加工中心銑削得到，加工好后進行淬火處理增加其耐磨性。圖311 工件夾緊裝置 示意③在草稿上進行簡單的強度校核校核通過，確定工件夾緊裝置最終結(jié)構(gòu)尺寸。其設(shè)計步驟如下：① 構(gòu)思并繪制工件夾緊機構(gòu)草圖② 初定設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸參考已設(shè)計好的工作臺大小，設(shè)定工件夾緊機構(gòu)的尺寸參數(shù)，壓緊方式選擇螺紋壓緊。絲杠與床身用滾動軸承聯(lián)接，轉(zhuǎn)動效果好，不易磨損。⑦擺動伸縮桿設(shè)計組合圖簡要說明設(shè)計組合圖如下，絲桿可帶動工作臺上下移動，運動實行方式。最后對導(dǎo)向孔進行淬火處理以增加其強度，以防磨損。④材料的選擇考慮其加工性良好，這里傳動絲杠及工作臺都選擇45鋼。其余設(shè)計時注意足夠的強度即可。⑦擺動伸縮桿設(shè)計組合圖簡要說明擺動擺動伸縮桿與床身的組合圖如下，擺動伸縮桿其優(yōu)點方便了前后的自由伸縮，左右的自由擺動，且可以有效鎖緊，個自由度可有效實現(xiàn)，同時它的加工方式簡單方便。⑤選擇加工方式及熱處理此零件可通過數(shù)控車削的方式得到，但套管的內(nèi)壁與推桿的表面接觸部分要求比較高，加工后需表面淬火處理，以防磨損。結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖38 擺動伸縮桿設(shè)計 示意③在草稿上進行簡單的強度校核校核通過，確定床身的最終結(jié)構(gòu)尺寸。圖37 組合示意 擺動伸縮桿的設(shè)計設(shè)計擺桿伸縮桿是為方便鉆床左右的擺動，與前后的伸縮，在工件裝夾后可以方便鉆與工件的對位。⑥繪制加工零件圖⑦床身設(shè)計組合圖簡要說明鉆床床身設(shè)計組合示意圖如下37所示，底盤上開有兩軸承孔，作用是支承絲杠以便轉(zhuǎn)動，做成臺階形式是為裝軸承后保持其強度，另外減少材料；支撐桿上尾部帶有螺紋與底盤螺紋孔配合，固定效果良好，桿上部分做成臺階是以便后面設(shè)計擺桿，螺紋孔將再后續(xù)設(shè)計一鎖緊螺釘，以便擺桿的定位。④材料的選擇考慮其加工性良好，這里底盤與支撐都選擇45鋼。在構(gòu)思床身中發(fā)現(xiàn)其運用到標準件有軸承，所以我們應(yīng)先選擇適當?shù)妮S承。 鉆床的機架設(shè)