毕业论文-超声加工研究

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1、摘要：超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。本论文介绍了超声加工的工作原理和技术发展历程，分析了各组成单元的功用和技术难题，对超声发生器和变幅杆进行了相对研究，并分析了吋下主要的旋转超声加工的关键技术。关键字：超声频振动，超声发生器，变幅杆，旋转超声。第1章.前言超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动

2、进行振动加工，或利用超声振动使工件和互结合的加工方法m。几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。第2章.超声加工技术的发展历程超声加工起源于20世纪50年代初。最早研究超声加工技术的国家是闩本。70年代中期，日本对振动切削与超声磨削方面的研究己相当深入且己应用于生产。20世纪50年代末60年代初，原苏联对超声加工研究也发表过很有价值的论文。其在超声车削、磨削、光整加工、复合加工等方面均有生产应用，并取得了良好的经济效益。1

3、973年，前苏联召开了一次全国性的讨论会，充分肯定了超声加工的经济效果和实用价值，对这项新技术在全国的推广应用起到了积极的作用。美国于20世纪60年代初开始对超声加工进行研宄。由于当吋超声加工技术还不是很成熟，包括声振系统、换能器、发生器的设计制造和质量都较差，因此停止了其研宄工作。在20世纪70年代中期，其超声钻中心孔、光整加工、磨削、拉管和焊接等方面，己处于生产应用阶段；超声车削、钻孔、镗孔己处于试验性生产设备原形阶段；通用超声振动切削系统己供工业应用，目前己形成部分标准。我国超声加工的研宄始于20世纪50年代末，由于当时超声波发生器、换能器、声振系统的不成熟，缺乏合理的

4、组织和持续的研究工作，很快就冷了下来［21。目前，研究人员对工程陶瓷超声加工进行了基础的实验研究，得出了工程陶瓷超声加工的一些规律，为今后工程陶瓷的应用提供了更为广阔的前景利用改装后的数控超声加工装置对A12O3进行了工艺试验，其数控超声加工是对传统超声加工的技术创新，具有传统超声加工所无法比拟的特点，初步掌握了对A12O3的加工工艺规律f41。在用超声加工技术对陶瓷进行的加工中，介绍了超声加工的原理和特点，综述了国内外超声加工在陶瓷材料加工方面的应用研究，并对二维超声振动磨削加工技术在陶瓷加工中的可行性进行了分析，为拓展超声加工应用领域与技术发展提供借鉴f51。通过数学物理

5、模型分析超声加工声学系统的动力学规律,探讨工具杆的局部共振现象，得出当工具杆发生局部共振时，变幅杆和工具杆连接处为位移节点，且此时系统处于谐振状态的结论；并推导了超声波发生器的可调频率范围与刀具杆的磨损率关系l6j。随着超声加工设备的不断完善和理论研究的不断深入，它将在我国技术进步和社会主义现代化建设中起到重要的作用。第3章.超声加工的原理及设备第3.1节超声波的加工原理超声波是纵波，可在不同介质中传播，因介质不同，传播速度存在一定的差异；超声波可以传播很强的能量，可用能量密度来表征，即垂直于传播方向上单位面积的能量；当超声波经过液体介质传播时，将以极高的频率压迫液体质点振动

6、，在液体介质中连续地形成压缩和稀疏区域，由于液体基木上不可压缩，由此产生压力正、负交变的液压冲击和空化现象，从而引起固体物质分散、破碎等效应。空化现象是液体中常见的一种物理现象，在液体中由于涡流或超声等物理作用，致使某些地方形成局部的暂时负压区，从而引起液体或液-固体界面的断裂，形成微小的空泡或气泡。液体中产生的这些空泡或气泡处于非稳定状态，有初生,发育和随后迅速闭合的过程。当他们迅速闭合破灭时，会产生微激波，因此局部有很大的压强。这种空泡或气泡在液体中形成和随后闭合的现象，成为空化现象。由于空化现象产生气泡的非线性震动，以及他们破灭时产生爆破压力，所以伴随空化现象能产生许多

7、物理和化学效应。这些效应有腐蚀破坏工件的消极作用，也有在工程技术中得到应用的积极作用。超声加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法第3.2节超声加工的设备超声加工设备包括超声发生器、超声振动系统、机床本体和磨料工作液循环系统。阁1超卢振动系统的频率漂移特性1•工具;2•工件;3•磨料悬浮液;4、5-变轜扦;6•換能器：7•超搿波发生器3.2.