卧式功率超声珩磨装置设计 毕业设计说明书.docVIP

1 引言 毕业设计是我们走向社会的一个重要环节，它不尽体现了我们大学四年学到知识的多少，还体现了我们独立思考、独立设计的能力。为我们在以后的工作积累了经验。这次设计得到了范文斌、祝锡晶老师的悉心指导，同时也得到了同学的大力帮助。在这里我非常感谢老师以及同学给我的这些帮助。 这次设计是我第一次深入研究超声振动加工的相关知识。虽然以前学过相关理论，但并不是很精湛，所以在设计中遇到了一些困难，也出现了一些失误。通过努力我改正了在设计中的错误以及不足之处。但人无完人，我知道我的这次设计还存在许多不足之处，对于在本次设计中出现的这些不足之处，恳请老师予以指正并提出你们的宝贵意见。 2 综述 2.1 功率超声珩磨装置概述 磨削加工是机械制造中重要的加工工艺，超声振动珩磨加工是近年来新兴的一种超精加工技术。在超声振动加工技术的研究方面，日本走在前列，迄今已有许多方面比较成熟并应用与实践。但是，由于磨削加工的复杂性，超声磨削加工的许多机理还不十分明了，进一步的加工应用技术还在研究之中。超声振动加工具有低切削力、低磨削温度、低的表面粗糙度和高精度，以及被加工零件良好的耐磨耐腐性，特别是同等加工条件下只需很小的机床动力等优点。有鉴于此，世界各国目前均在重点开发和研究超声振动在磨削加工领域的高技术和应用课题，超声振动加工综合应用于磨削加工已经成为下一代精密加工的发展方向之一。 2.2 功率超声珩磨装置的研究现状 日本是最早研究、应用功率超声振动珩磨的国家，代表人物是隈部淳一郎，他们研究的功率超声超声振动珩磨装置的特点是换能器为磁致伸缩换能器，振动形式为纵向振动，油石以及芯轴等组成的整个头体都振动。俄罗斯于八十年代末研制出功率超声振动珩磨装置，其特点是油石径向振动，借助于在油石旋转轴线垂直平面内发送超声振动的功率超声珩磨装置，油石由于受径向超声 振动的影响，金刚石颗粒于被加工材料的接触性质起了变化，从而消除了黏结、堵塞现象，油石表面变的清洁，已加工表面质量高。 六十年代初，我国已开始了振动切削技术的研究，直到八十年代初期该技术才受到普遍重视。近十几年来，振动切削技术方面的理论研究和应用取得了显著成绩，哈尔滨工业大学、广西大学、吉林工业大学等单位在功率超声振动理论、加工不同材料的实验、加工精度与表面质量、刀具的磨损耐用度等方面的研究中均取得了一定成绩，超声振动加工在生产中也得到了广泛应用。在车削、铣削、刨削、磨削、钻孔、攻丝、珩磨等各种加工方法中都有应用，并取得了较好的效果。 中北大学是国内研究功率超声振动珩磨的最早单位之一，八十年代初期已进行了功率超声振动切削方面的理论研究。1988年研制成功了卧式功率超声振动珩磨装置，并通过了北方工业集团公司军品部鉴定，认为该项成果属国内首创、振动系统达到了八十年代末国际先进水平。1993年研制成功了86钢质薄壁缸套的力式功率超声振动珩磨装置，在实际生产中得到了应用，该装置取得了国家专利。 2.3 功率超声珩磨装置的研究内容及方法 2.3.1 研究内容 本课题是关于“功率超声珩磨装置设计”的研究，研究的主要任务和要求是： （1）掌握功率超声振动加工的基本原理。 （2）掌握机械加工中珩磨加工原理。 （3）在此基础上设计功率超声珩磨加工装置。 2.3.2 研究的途径及方法 （1）了解 首先通过收集资料，了解我国超声振动加工技术的发展状况，对其工作原理和设计原理进行深入研究，从而才能设计出符合实际工程需要和本课题要求的超声珩磨装置。 （2）存在的不足及研究方法 由于现有的超声振动珩磨装置传递环节多、结构复杂、能量损失大，振动系统各个环节的匹配性能差，严重影响了超声珩磨的推广应用，所以在研究本超声珩磨装置时应当尽量优化设计振动系统的各个环节，尽量减小能量传递的损失，让超声珩磨装置工作性能更加稳定。 超声振动珩磨装置由超声波发生器、超声振动系统、珩磨头体级冷却循环系统组成。对它的研究方法融合了力学、声学、材料学等诸方面的研究方法。考虑到本论文设计的是超声振动珩磨装置，在超声振动系统中，弯曲振动圆盘是超声波振动珩磨装置递振的重要零件,该零件的设计、制造质量的好坏，直接影响到变幅杆的振动能否通过它传递到挠性杆上，并保证振动时珩磨杆不振动。根据前面的介绍，本论文的设计重点是弯曲振动圆盘。 3 珩磨 珩磨加工是利用可涨缩的磨头使珩磨条压向工作表面，以产生一定的接触面积和相应的压力，在适当的珩磨液作用下，珩磨条对被加工表面做旋转和往复进给的相对综合运动，从而达到改善表面质量、改善表面应力状态和提高被加工零件精度的目的，是一种多刃切削的精加工方法。近几年来，由于珩磨技术的发展，如人造金刚石和立方氮化硼等超硬磨料的应用，把珩磨技术推向一个新的阶段。现在珩磨已不仅用做高精度要求的终加工工序，并且还可作为较大余量的中间工序，是