超声振动珩磨加工技术的试验研究

论文摘要

超声振动加工装置是机、电、声一体化高新技术产品,是一种提高加工质量和加工精度的新型设备。超声振动系统是超声应用的关键部件,稳定、高效、可靠的超声振动系统对于超声的应用是至关重要的。本文重点介绍了超声振动系统的设计原理,并将其应用于珩磨加工。超声珩磨加工具有磨削力小、磨削温度低、油石不易堵塞、加工质量高等一系列优点,为提高珩磨效率和解决韧性、高硬、高强材料的光整加工开辟了新途径。本文先介绍了超声振动加工的国内外发展情况,引出了所要进行的试验研究的必要性和迫切性。然后分析和研究了超声理论和超声振动切削机理,具体分析了超声振动的运动学特点,并与普通切削的加工效果进行对比,得出了超声振动切削的优点。研究了超声振动系统的理论和设计方案,重点介绍了超声波发生器、换能器、变幅杆的设计及材料选择等方面的内容。最后对超声振动珩磨进行理论研究,设计了φ150立式超声振动珩磨的试验装置,并从磨削效率、磨削力、磨削区温度、工件表面粗糙度四个方面,与普通珩磨进行了对比试验,分析了相关试验数据,试验结果表明,超声振动珩磨具有加工效率高、珩磨磨削力小、磨削区温度低、加工精度高等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 超声加工的发展及研究方向
• 1.3 本文主要研究的内容
• 2. 超声理论及超声振动切削机理
• 2.1 超声波基本理论
• 2.1.1 超声波的物理特性
• 2.1.2 超声波的应用特点
• 2.2 振动切削机理的主要观点
• 2.3 振动切削的运动学特点
• 2.3.1 超声振动的运动学分析
• 2.3.2 超声振动切削与普通切削的加工效果变化
• 2.4 本章小结
• 3. 超声振动系统的设计及理论
• 3.1 超声波发生器
• 3.2 换能器
• 3.2.1 压电换能器
• 3.2.2 磁致伸缩换能器
• 3.2.3 换能器的冷却
• 3.2.4 换能器与超声波发生器的匹配
• 3.3 变幅杆
• 3.3.1 超声变幅杆的作用
• 3.3.2 变幅杆的振动形式
• 3.3.3 变幅杆的种类及其参数
• 3.3.4 变幅杆的材料
• 3.3.5 变幅杆的设计步骤
• 3.3.6 变幅杆的固定
• 3.3.7 换能器与变幅杆的连接
• 3.4 本章小结
• 4. 超声振动珩磨的理论研究和实验研究
• 4.1 超声振动珩磨的理论研究
• 4.1.1 超声振动珩磨加工的运动分析
• 4.1.2 超声振动珩磨加工的原理
• 4.1.3 超声振动珩磨装置的结构设计
• 4.1.4 超声振动珩磨装置及各组成部分的设计
• 4.2 超声振动珩磨的试验研究
• 4.2.1 试验方法及设备
• 4.2.2 磨削效率的试验
• 4.2.3 磨削力的试验
• 4.2.4 磨削温度的试验
• 4.2.5 表面粗糙度的试验
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文
• 致谢