精品小型超声波钻床设计毕业论文设计40论文41.docx

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精品小型超声波钻床设计毕业论文设计40论文41

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南京理工大学

毕业设计说明书（论文）

作者:

学号：

教学点:

苏州市职业大学

专业:

机电一体化

题目:

小型超声波钻床设计

南京理工大学

毕业设计（论文）评语

学生姓名：

王昌健班级、学号：

054908221015

题目：

小型超声波钻床设计

综合成绩：

指导者评语：

该生很好地完成了毕业设计任务书规定的工作，介绍了超声波的工作原理、河特点。

重点分析超声波钻床的机械结构特点，对超声波钻床的变幅杆、换能器、床身结构尺寸进行分析研究，确定了超声波钻床的设计方案，绘制了超声波钻床主要部件的零件图和装配图。

并通过试验验证了超声波钻床的加工特性和存在的设计缺陷。

毕业设计说明书、开题报告等文本内容写作规范，图纸表达基本符合工程图纸要求，整体来说符合毕业设计相关要求。

该生毕业设计整体来说完成的比较出色，但也有某些不足的地方，如在工程图纸表达上还存在尺寸标注不全、公差不合理等情况，这主要是因为平时缺乏相关工程项目开发的经验。

鉴于以上情况和该生毕业设计过程中良好表现，成绩评定为82分。

允许提交答辩。

指导者（签字）：

年月日

毕业设计（论文）评语

评阅者评语：

对超声波加工的工作原理掌握透彻、超声波钻床的机械结构设计方案合理、结构尺寸分析计算准确，论文说明书、开题报告等文本内容写作规范，图纸表达基本符合工程图纸要求，整体来说符合毕业设计相关要求。

评阅者（签字）：

年月日

答辩委员会（小组）评语：

能准确介绍超声波加工的工作原理，对超声波钻床机械结构设计方案的介绍思路清晰，对超声波钻床的机械结构设计与强度分析计算原理运用准确，设计效果良好。

对答辩组提出的问题回答准确，达到毕业设计要求。

答辩委员会（小组）负责人（签字）：

年月日

毕业设计说明书（论文）中文摘要

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。

    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。

论文着重介绍了超声波加工系统基本组成和超声波加工的特点，如发生器、换能器、变幅杆和超声磨料加工等，并通过超声波加工中典型加工方式——超声波钻进行了实验、研究和分析，最终得出超声波加工的特点，对超声波加工的独特优点进行了很好论证。

本文在上述目的基础上根据超声波钻的特点，构思并设计出超声钻床的钻台。

本设计方案主要满足了结构简单、运动平稳、操作方便、能实现多个方向动作等要求，很好的满足了超声钻加工的进给与装夹。

展望未来，超声加工技术的发展前景是美好的。

随着传统加工技术和高新技术的发展，超声波振切削加工技术应用日益广泛。

人们越多把超声波加工与其他加工方式相结合，逐渐形成了多样的加工方法。

超声波加工技术在现代工业、国防和高新技术等领域得到广泛应用。

关键词超声加工发生器换能器变幅杆

毕业设计说明书（论文）外文摘要

TitleUltrasonicMachiningTechnologyStatusandDevelopmentTrend

Abstract

Ultrasonicmachiningtoolistheuseofultrasonicvibrationinaliquidabrasiveordryabrasivemediaproducedintheimpactofabrasive,polishing,andtheresultingeffectstoremovethematerials,ortothetoolortheworkpiecealongacertaindirectionappliedprocessingofultrasonicvibrationtovibration,ortheuseofultrasonicvibrationtotheworkpiececombinationofprocessingmethods.

Fordecades,therapiddevelopmentoftechnology,ultrasonicmachining,theultrasonicvibrationsystem,deep,especiallyinareasofdifficultmaterialsmanyofthekeytechnologytosolveproblems,andachievedgoodresults.

Paperfocusesonthebasiccomponentsofultrasonicmachiningandultrasonicmachiningsystemcharacteristics,suchasthegenerator,transducer,andultrasonicabrasivemachining,etc.,andthetypicalultrasonicmachiningprocessbywayof-ultrasonicdrillingexperimentswerecarriedoutresearchandanalysis,andfinallyobtainedthecharacteristicsofultrasonicmachining,ultrasonicmachiningoftheuniquemeritsofagoodargument.Thepurposeofthispaper,basedonthebasisofthecharacteristicsofultrasonicdrilling,conceivedanddesignedultrasonicdrillingrig.Mainlytomeetthedesignsimple,smoothmotion,easyoperation,canachievemorethanthedirectionofmovement,etc.,wellpositionedtomeettheprogressoftheultrasonicdrillingprocesstogiveclamping.

Lookingahead,prospectsforultrasonicmachiningtechnologyisgood.Withthetraditionalprocessingtechniquesandcuttingtechnologyisusedwidely.Themorepeopletheultrasonicmachiningcombinedwithotherprocessingmethods,andgraduallyformedavarietyofprocessingmethods.Ultrasonicmachiningtechnologyinthemodernindustrial,defenseand

目次

1绪论

超声波加工技术是高新加工技术之一，也是当今世界各国一个热门的话题。

对于超声波技术的探究的人越来越多，更多的超声加工技术被应用于各种生产加工，已经涉及到许多领域，在各行各业发挥了突出的作用。

超声深孔加工的发展史

众所周知，在相同的要求及加工条件下，加工孔比加工轴要复杂得多。

一般来说，孔加工工具的长度总是大于孔的直径，在切削力的作用下易产生变形，从而影响加工质量和加工效率。

特别是对难加工材料的深孔钻削来说，会出现很多问题。

例如，切削液很难进入切削区，造成切削温度高；刀刃磨损快，产生积屑瘤，使排屑困难，切削力增大等。

其结果是加工效率、精度降低，表面粗糙度值增加，工具寿命短。

采用超声加工则可有效解决上述问题。

    前苏联在20世纪60年代就生产出带磨料的超声波钻孔机床。

在美国，利用工具旋转同时作轴向振动进行孔加工已取得了较好的效果。

日本已经制成新型UMT-7三坐标数控超声旋转加工机，功率450W，工作频率20kHz，可在玻璃上加工孔径1.6mm、深150mm的深小孔，其圆度可达0.005mm，圆柱度为0.02mm。

英国申请了电火花超声复合穿孔的专利，该装置主要用于加工在导电基上有非导电层的零件，如在金属基上涂有压电陶瓷层的零件。

整个加工过程分两个阶段进行：

首先用超声振动将非导电层去除掉，当传感器感知金属层出现时，即改用电加工或电火花与超声复合的方法进行加工。

该装置有效地解决了具有导电层和非导电层零件孔的加工问题。

    1996年，日本东京大学在超声加工机床上，利用电火花线切割加工工艺在线加工出微细工具，并成功地利用超声加工技术在石英玻璃上加工出直径为φ15μm的微孔。

1998年又成功地加工出直径为φ5μm的微孔。

湘潭大学进行了内圆表面的超声光整强化研究。

该方法是在钻孔后对孔进行精加工处理，通过机械——超声强化处理，在普通机床上达到精铰、研磨的精度，可实现机械化。

初步实验结果表明，该方法加工效果显著，表面粗糙度值可大大降低，内圆表面形成有益的残余压应力，有较高的显微硬度，提高了工件的耐用度，同时内圆表面呈网状纹络，特别适合像轴瓦等表面贮油工件的精加工，并可大大降低生产成本。

    哈尔滨工业大学研究了Ti合金深小孔的超声电火花复合加工。

该工艺将超声振动引入到精密电火花加工中，通过研究超声振动对电火花精加工过程的影响，开发出了一种将超声和电火花结合在一起的新型4轴电火花加工装置。

实验研究表明，应用该装置可以在Ti合金上加工出φ>0.2mm、且深径比<15的深小孔。

    兵器工业五二研究所研究了陶瓷深孔精密高效加工的新方法——超声振动磨削，进行了超声振动磨削和普通磨削陶瓷深孔的对比实验。

结果表明，超声振动磨削可明显提高陶瓷加工效率，能有效地消除普通磨削产生的表面裂纹和凹坑，是陶瓷深孔精密高效加工的新方法。

难加工材料的超加工

金属和非金属硬脆材料的使用越来越广泛，尤其是陶瓷材料，具有高硬度、耐磨损、

高温、化学稳定性好、不易氧化、腐蚀等优点。

然而，由于工程陶瓷等难加工材料具有极高的硬度和脆性，其成形加工十分困难，特别是成形孔的加工尤为困难，严重阻碍了应用推广。

因此，国内外许多学者展开了对难加工材料加工方法的研究，其中以超声加工较多。

英国阿伯丁大学国王学院研究了超声钻削难加工材料时工艺参数对材料去除率的影响，建立了间断性冲击过程的非线性模型，对冲击力的特性进行了研究，提出了一种新的材料去除率的计算方法，这种方法首次解释了材料去除率在较高的静态力作用下减小的原因。

  美国内布拉斯加大学和内华达大学对Al2O3陶瓷材料微去除量精密超声加工技术进行了研究。

通过模拟陶瓷材料超声加工的力学特性对材料去除机制进行分析，研究发现，低冲击力会引起陶瓷材料结构的变化和晶粒的错位，而高冲击力会导致中心裂纹和凹痕。

美国内布拉斯加大学还第一