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1、·第七届全国电加工学术年会优秀论文·超声加工概况和未来展望中国机械工程学会电加工分会束流和超声加工专业委员会范国良陈传梁摘要本文简述了超、应用特点和应用分类,介绍了超声加工用某些新声加工技术发展型超,、声振动来统及其应用棍述了超声加工某些应用中的基础研究设备研制和应用研究的情,。况指出了超声加工技米的发展前景关键词超声加工振动切削超精密加工电加工复合加工超声振动系统根据作者掌握的有关资料、1992年赴日一类是采用磨料(包括散粒磨料和固着磨料)参加中日第四届中日超精密加工技术学术研的超声磨料加工(其中
2、某些也含有复合加工,;讨会及参观考察见闻就超声加工发展概况的作用)另一类主要是采用切削刀具(如车。、、、及未来展望作一介绍刀)冲头压头之类工具(也含采用磨料)或、,一超声加工发展概况者利用超声波在介质中传播的某些特性与1.其他加工方法相结合形成的超声复合加工。超声加工方法及其应用类别,超声加工与其他加工方法相结合逐渐现有超声加工方法及其主要应用类别如下图。。形成了多种多样超声加工方法和方式超声所示(图中未包括超声焊接),.,2加工方法按其加工工艺特征大致可分两类超声振动系统研究进展及其应用l超声加工.
3、其他举例超声振动切例(采用刀具)…超螺妞超超超声超声超声声纹声声声手粉去振加金拉表术碎除动工附拔面切加载、车石(强除工化创给车胜化(腆、孔例管光侧钻等材整作孔)徽冲细压级挤拉协少压)《电加工牡994年第6期一7一超声振动。多年放电加工后的模具异形(如三角形、多边形)系统是超声设备的核心,来超,以及非导电材料声加工用超声振动系统大都采用纵向孔和槽底部尖角研磨抛光,。,。“”振动方式并按全调谐工作近十年来对异形孔加工该振动系统的换能器是采用按振动系统的工作方式和设计计算、振动方式圆周方向极化的八块扇形压电
4、陶瓷片构成,,:。及其应用研究都取得新进展简介如下产生扭转振动、电子部十一研究所范国良日本还研制成一种“”中国科学院纵一扭型超声复合、,,,声学研究所应崇福林仲茂等人研究发现具振动系统压电换能器采用两组压电陶瓷片,,。有细长杆的超声振动系统除可按常规调谐一组产生纵向振动另一组产生扭转振动复,,(全调谐)工作外在满足一定条件下还可按合振动系统与四边形油石连接后其纵向振。..。“”4kHz,194kHz细长杆局部共振调谐作对细长杆的设计动频率29扭转振动频率为“”。,计算可按细长杆局部共振条件进行细长在国
5、外以日本东京工业大学精密工学,杆作为加工工具用时其长度主要根据加工研究所教授森荣司对压电换能器和超声振动,,。,孔深和套料长度基本上可任意选取设计简系统的研究比较深入在国内中国科学院声单。一个由超声换能器和变幅杆组成的共振学研究所林促茂、汪承浩,陕西师范大学应用z,、、频率20kH的超声振动系统连接上一定长声学研究所张福成程存弟马玉英等都分别,“”。,度的工具杆其局部共振工作频率低至从不同角度进行了研究此外中国船舶总公z,。k7H左右也能有效工作现已在超声加工司715所俞宏沛对《计及应力螺杆超声组件,
6、,深小孔中成功应用从而摆脱了以往此类超设计》研究考虑了应力螺杆对超声组件的影“”声振动系统完全按常规全调谐工作和设计响建立的一维振动数学模型所编制的通用计,。,。计算的方法已获得国家发明三等奖算程序对工程设计计算十分方便中国科学、陕西师范大学声学所丁大成等研制成一院声学所林仲茂撰写了《超声变幅杆设计》种纵弯型振动系统。利用该振动系统制成的中国科学院声学所东海工作站陈桂生编写了。:,、YP型超声车刀已获国家专利其特点是克《超声换能器》一书广西大学阮世勋陕西师服了“”、以往通常采用的纵一弯型振动系统的范大
7、学应用声学研究所张幅成程存弟对超某些,,,。,。不足结构简单安装方便节能声弯曲振动杆均作了研究等等对超声换能日本最近研究成功一种新型半波长弯曲振动系统的设计计算均有参考价值。振动系统,切削刀具安装在半波长换能振动3.超声加工某些方面应用中的基础、设,系统细端在该振动系统中换能器采用的压备和应用研究,,电陶瓷片采用半圆形上下各两片组成上下1)深小孔和小孔加工,、、两个半圆形压电换能器(压电振子)其特点硬脆材料(如玻璃石英微晶玻璃)深小,,,。,是小型化结构简单刚性增强孔特别是高精度深小孔加工是国内外都在
8、。“”日本还研制成一种新型纵一弯型振动研究解决的课题超声旋转加工是加工深小,。系统并已在手持式超声复合振动研磨机上孔的有效方法。成功应用压电换能器也采用半圆形压电陶日本制成新型UMT一7三座标数控超,。。、“”4瓷片换能器产生纵一弯型复合振动纵向声旋转加工机功率50W工作频率、.、z,z。ZokHz16mmisom振动频率为28kH弯曲振动频率为3k9H加工孔径争深m玻璃纵向振动功率20w,振幅20仁m,弯曲振动功深小孔的精度为:圆度0.oosmm、圆柱
