【正文】 于興芝，張成光. . 38 。在這里衷心祝福老實(shí)們?nèi)f事順心，健康快樂！參考文獻(xiàn)[1] Cutting as a Nonlinear Process [J] .Ultrasonic,1988，36：8996[2]羅凱華．超聲振動(dòng)滾齒加工的實(shí)驗(yàn)研究．新技術(shù)新工藝[J]．2001,9:1415[3]張勤河．超聲振動(dòng)鉆削加工陶瓷的研究[J]．新技術(shù)新工藝．:1920[4]王振龍，孟慶鲞，趙萬生等．分層去除截細(xì)電火花銑削技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J].電加工與模具．:1820[5]張建華，張勤河，孟艷華等．超聲振動(dòng)轄助氣中放電加工的研究[J]．電加工與模具．：1316[6]張建中, 李秀人, 李蕾. 超聲波激振鉸刀干式鉸孔試驗(yàn)研究[J] . 電加工與模具, 2003( 4) : 27 29.[7]Yan B H, Wang A C, Huang C Y, et al. Study of precision micro 2 holes in borosilicate glass using micro EDM bined with micro ultrasonic vibration machining [ J ] . International Journal of Machine Tools amp。其實(shí)，做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的就在于此。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(shí)間幫我指導(dǎo)和修改論文。因?yàn)樗耸刮壹由盍藢?duì)書本知識(shí)的理解外，更使我們獲得了走向?qū)嵺`、投入社會(huì)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)。尤為重要的是，經(jīng)過本次論文，我已初步掌握了有關(guān)超聲加工的基本原理和的超聲波加工的一些應(yīng)用，而且在很大程度上提高了自己的獨(dú)立思考能力和自己動(dòng)手的能力。其次，在這次設(shè)計(jì)過程中，鞏固了我以前所學(xué)的知識(shí)，包括現(xiàn)代制造技術(shù),現(xiàn)代工程材料與熱處理效果等等，同時(shí)在知識(shí)的綜合運(yùn)用、思考能力方面有了很大的提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我有了很大收獲。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我懂得對(duì)每一件事都要認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍、還有團(tuán)隊(duì)精神的重要性；鍛煉了我潛心考察、勇于開拓與實(shí)踐的基本素質(zhì)；使我獲得了從文獻(xiàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中獲取知識(shí)的能力；提高了我從別人經(jīng)驗(yàn)、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。這有待于學(xué)者和工程師去進(jìn)行改進(jìn)研究，相信在不久的將來，超聲波加工技術(shù)會(huì)更加廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)而造福于社會(huì)。最后，對(duì)超聲波加工技術(shù)在這五方面的應(yīng)用與常規(guī)加工技術(shù)的結(jié)果做出對(duì)比，超聲波加工技術(shù)在某些方面占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，比如精度、效率和穩(wěn)定性方面。加工時(shí)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(dòng)方向加上一個(gè)不大的壓力進(jìn)行加工的,只要換上不同的工具即可。第六章 總結(jié)本章是這次畢業(yè)論文的重點(diǎn),通過對(duì)超聲波加工技術(shù)在機(jī)械研磨、深小孔加工、超聲波清洗和超聲波探傷這四個(gè)方面的的應(yīng)用做出了初步的探討和研究。清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致清洗速度快，提高生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠 對(duì)深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈 對(duì)工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工等。C~60176。C~40176。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(qiáng)，適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。清洗溫度: 一般來說,超聲波在50℃85℃時(shí),效果最好。市場(chǎng)上常用頻率的產(chǎn)品有28KHz、32KHz、40kHz。發(fā)現(xiàn)39。如果功率保持不變，空化泡變小，其釋放的能量相應(yīng)減少，這樣有效地減小了對(duì)工件表面的損傷。使用高頻可從幾個(gè)方面改善清洗性能。 高頻通常被用于清洗較小、較精密的零件，或清除微小顆粒。當(dāng)頻率低於20kHz時(shí)，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。清洗槽是盛放清洗液和被清洗零部件的容器。超聲波清洗槽用堅(jiān)固彈性好、耐腐蝕的優(yōu)質(zhì)不銹鋼制成，底部安裝有超聲波換能器振子；超聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻高壓，通過電纜聯(lián)結(jié)線傳導(dǎo)給換能器，換能器與振動(dòng)板一起產(chǎn)生高頻共振，從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對(duì)污垢進(jìn)行洗凈。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(dá)到最佳效果。 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(dòng)，液體與清洗槽振動(dòng)時(shí)有自己固有頻率，這種振動(dòng)頻率是聲波頻率，所以人們就聽到嗡嗡聲。并在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓,破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而黏附在 清洗件表面是,油被乳化,固體粒子及脫離,從而達(dá)到清洗件凈化的目的。由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的直徑為50500μm的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)。 （3）加速度：液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。缺點(diǎn)：①要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作； ②對(duì)粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查； 　③對(duì)所發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準(zhǔn)確的定性、定量表征仍有困難。被評(píng)為不合格的焊縫，要在焊縫上標(biāo)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。(3)從兩側(cè)探測(cè)，()標(biāo)記點(diǎn)上均出現(xiàn)反射波，且定位均在同一位置，則為缺陷波。④如果從兩側(cè)定位分別在遠(yuǎn)離探頭的一側(cè)，為幾何反射波。②如果定位均在靠近探頭的一側(cè)，則為2個(gè)缺陷。(1)從焊縫兩側(cè)探傷都發(fā)現(xiàn)反射波。儀器的參數(shù)、測(cè)厚數(shù)據(jù)、焊口編號(hào)以及發(fā)現(xiàn)缺陷的有關(guān)數(shù)據(jù)要作好詳細(xì)記錄。仔細(xì)觀察反射信號(hào)的波形和動(dòng)態(tài)波形特征以及聲程特點(diǎn)，聯(lián)系探測(cè)部位和缺陷位置，綜合判斷缺陷的性質(zhì)。(3)細(xì)探。初探的掃查可分3步進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)狀缺陷調(diào)好二次波搜索靈敏度，探查焊縫上部缺陷。ⅲ.探測(cè)步驟調(diào)整掃描速度和探傷靈敏度。兩側(cè)共8點(diǎn)。(3)涂耦合劑。要求去掉明顯的高低不平、焊渣和銹層。(5)制作定位尺。 (3)測(cè)定探頭的主要參數(shù)，包括探頭前沿距離和折射角大小，必要時(shí)修磨探頭透楔塊，使其達(dá)到要求的折射角。(d)（4）.管道焊縫探傷流程ⅰ.必要的準(zhǔn)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。(c)（3）.對(duì)探測(cè)面的要求探測(cè)面必須平整，探測(cè)面粗糙程度越低，聲耦條件越好，判斷的準(zhǔn)確性就越高，否則就會(huì)給探傷帶來困難。～15176。實(shí)踐表明一次波優(yōu)于三次波，其有點(diǎn)在于：聲程短，因材質(zhì)衰減的能量損失少，聲束截面少，更容易發(fā)現(xiàn)根部缺陷和定量，在管壁上無多次反射，避免因管壁不光滑而導(dǎo)致反射能的損失。檢查這種缺陷可以將焊縫表面適當(dāng)?shù)卮蚰テ秸眯碧筋^再焊縫加強(qiáng)面上順焊接的方向進(jìn)行探測(cè)，即焊縫上掃查。另外還有焊縫中的危險(xiǎn)缺陷大致垂直于焊縫表面，用斜角探傷容易發(fā)現(xiàn)。常用的是橫波探傷法，其原因是焊縫有一定的增強(qiáng)量，表面凹凸不平。管道焊接的工藝，要求對(duì)口的內(nèi)圓半徑一致，即使是同規(guī)格的管道，由于在軋制時(shí)造成的橢圓度和厚度不一樣，也需要加工出內(nèi)坡口以便焊接，為便于超聲波探傷，要求將內(nèi)坡口加工德距焊接根部有一定的長(zhǎng)度，一般不小于25mm。小孔徑角焊縫的自動(dòng)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(jì)錄功能。目前國(guó)內(nèi)還沒有可靠的檢驗(yàn)方法,大部分接管角焊縫處于不檢狀態(tài),潛在危險(xiǎn)大。(b)例如壓力容器接管角焊縫,焊接條件惡劣,易產(chǎn)生未焊透、條狀?yuàn)A渣等缺陷而接管角焊縫構(gòu)件復(fù)雜,結(jié)構(gòu)剛度大,容器運(yùn)行過程中所受的熱疲勞及損傷也較其他部位焊縫嚴(yán)重。超聲波發(fā)生器的超聲波振動(dòng)經(jīng)過發(fā)射器以射線形式透八金屬內(nèi)部 ,如果在超聲波射線的傳播道路沒有氣孔或裂縫,則射線一直射到金屬的另一面().（a）在另一端放一個(gè)超聲波接受器,它收到超聲波振動(dòng) ,放大器便把它放大,（）,因?yàn)闅饪谆蛄芽p里有空氣,超聲波就不能通過,在氣孔或裂縫與金屬的分界面上發(fā)生反射,這樣接受器收不到超聲波振動(dòng),放大器上就沒有數(shù)值指示出來。用縱波可探測(cè)金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡(jiǎn)單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷；用橫波可探測(cè)；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(cè)形狀簡(jiǎn)單的制件上的表面缺陷；用板波可探測(cè)薄板中的缺陷。～5MHz之間。第五章 超聲波的其他應(yīng)用除了在機(jī)械加工中的應(yīng)用外，還在其它方面有很大的應(yīng)用，現(xiàn)在著重介紹超聲波在探傷和清洗方面的應(yīng)用。最大分層厚度還受工件材料性質(zhì)等因素的制約，分層厚度過大在加工過程中也會(huì)使工具由于軸向承受的壓力過大而發(fā)生彎曲，致使加工無法進(jìn)行。分層厚度越大，材料去除率越高，但是分層厚度與進(jìn)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(jìn)給速度，反之，減小分層厚度，可以增加進(jìn)給速度?？紤]到實(shí)際加工中機(jī)床進(jìn)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(shí)，而實(shí)際加工中由于工具直徑較小，且側(cè)面沒有加工能力，機(jī)床的進(jìn)給速度通常很小，約為l2mm/min，進(jìn)給速度過大會(huì)使工具頭端部承受側(cè)向力而發(fā)生彎曲，因此實(shí)際加工中(44)式中的材料去除率可用(43)式材料去除率代替。當(dāng)考慮機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，工具端面下的磨粒就具有三種運(yùn)動(dòng)形式：隨工具的超聲波振動(dòng)、隨工具的轉(zhuǎn)動(dòng)、由于機(jī)床的進(jìn)給與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。雖然從理論上說由于機(jī)床的的進(jìn)給，磨粒與工件問的實(shí)際滑動(dòng)距離較小，但由于合成力的存在，工件受到的磨粒前進(jìn)方向的應(yīng)力增大，為裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展提供了有利條件，從而使得脆性材料的裂紋產(chǎn)生與擴(kuò)展可能性增加，使材料去除率變大。該公式的推導(dǎo)過程中只考慮了工具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(duì)于工具存在滑動(dòng)和滾動(dòng)，該公式還應(yīng)乘以一個(gè)小于l的比例系數(shù)或減小比例系數(shù)才與實(shí)際加工過程比較符合。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(dòng)頻率。因此，由于工具的上下振動(dòng)，在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)，僅部分時(shí)間內(nèi)工具、磨粒及工件發(fā)生接觸，使磨粒沖擊、刮擦工件表面。 工具端面的振動(dòng)狀態(tài)在實(shí)際超聲波加工中，工具頭自振幅最高點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，在a時(shí)刻接觸到磨料顆粒，推動(dòng)磨粒向下運(yùn)動(dòng)，在b時(shí)刻磨粒到達(dá)其最低位置，由于工件的阻力作用，磨粒能到達(dá)最大沖擊深度6處。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(yùn)動(dòng)，同時(shí)作同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(gè)振動(dòng)循環(huán)內(nèi)去除的材料體積，然后計(jì)算出所有磨粒去除材料之和為整個(gè)過程的材料去除率。由于壓痕作用形成的橫向裂紋環(huán)被兩個(gè)環(huán)所包圍，從而造成切削區(qū)大量的刮擦，導(dǎo)致材料的去除。壓痕的形式及工件中產(chǎn)生的裂紋如下：當(dāng)工具回退進(jìn)入下一個(gè)推動(dòng)磨料沖擊工件的循環(huán)時(shí)，工具旋轉(zhuǎn)到一個(gè)新的位置，工具端面下磨料顆粒也相應(yīng)發(fā)生滑動(dòng)和滾動(dòng)。 國(guó)產(chǎn)CSJ一2型超聲加工機(jī)床 超聲波加工中，大量的自由磨粒在工具的超聲振動(dòng)下不斷的沖擊工件，每個(gè)磨?？梢钥醋饕粋€(gè)小壓頭。其振動(dòng)系統(tǒng)安裝在一根能上下移動(dòng)的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌由上下兩組滾動(dòng)導(dǎo)輪定位，使導(dǎo)軌能靈活可靠地上下移動(dòng)。 超聲銑削機(jī)床超聲波加工時(shí)，工具與工件問作用力很小，加工機(jī)床只需實(shí)現(xiàn)工具的工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及調(diào)整工具與工件間相對(duì)位置的運(yùn)動(dòng)，因此機(jī)床構(gòu)造較簡(jiǎn)單，一般包括支撐振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)架、工作臺(tái)面、進(jìn)給機(jī)構(gòu)以及床身等部分。因此，我們可將整個(gè)加工過程分為兩個(gè)階段考慮：當(dāng)工具、磨粒、工件三者不接觸時(shí)，只考慮超聲波振動(dòng)，忽略工具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的影響；當(dāng)工具、磨粒、工件三者接觸后，考慮超聲波振動(dòng)、工具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的綜合作用。這就是硬脆材料銑削加工時(shí)切削生成和表面形成的基本過程。由于硬脆材料的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小，對(duì)磨粒加壓時(shí)，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(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步促進(jìn)了裂紋擴(kuò)展。另一部分磨粒則在工件與工具之間發(fā)生滾動(dòng)，產(chǎn)生滾軋效果，使工件表面產(chǎn)生微裂紋，裂紋擴(kuò)展后使工件表面產(chǎn)生脆性崩碎形成切屑。磨料顆粒在工具三種運(yùn)