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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中或于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。超声珩磨加工是利用超声振动的工具端面，促使悬浮在工作液体中的固结磨粒冲击工件表面，去除工件表面材料的加工方法。本次设计系统的介绍超声振动珩磨技术发展的概况。超声振动珩磨装置的总体设计；超声振动珩磨声学系统设计：超声波发生器和换能器的选用、变幅杆的设计计算、振动圆盘的设计计算、以及挠性杆和油石子系统的设计等；还包括关键机械机构的设计：电刷机构、分度进给机构、与夹具的配备形式-球头浮
2、动连接等。并通过比较论证进一步阐述了超声振动珩磨技术的发展前景和应用范围。关键词：超声加工、变幅杆、珩磨、振动圆盘、油石Abstract Ultrasonic processing is the use of ultrasonic vibration tools in abrasive liquid medium, or abrasive produce abrasive shocks, he finds, hydraulic shocks and the resulting gas piping role in the removal of materials, or to the inst
3、rument or working along a certain direction by ultrasonic vibration frequency vibration for processing, or using ultrasonic vibration to her combined processing methods. Ultrasonic Honing processing is the use of ultrasonic vibration tools carry noodles, to the consolidation of liquid suspended in t
4、he work piece surface Moli shocks, removed her surface materials processing methods. This design system introduced ultrasonic vibration Honing technological development profile. Ultrasonic vibration Honing device design; Ultrasonic vibration Honing acoustic system designs: ultrasound generator and o
5、ther devices to use, change Deputy pole design calculations, vibration disk design calculations, and flexibleness pole and rock subsystem design; The design also includes key machinery agencies: electronics brush agencies, sub-degrees into the body, jig equipped with the ball form - the first floati
6、ng connecting. And through comparative study further elaborated ultrasonic vibration Honing technology development prospects and applications. Key words: Ultrasonic processing, percentage changes pole, Honing, vibration disk, rock 第一章 前 言毕业设计是本科学习最为关键的一部分。毕业设计是对大学四年来所学知识的系统的总结和综合运用，同时又是对我们分析和解决问题的检验
7、与巩固，更是我们以后即将从事的专业性工作的正常过度，我们可以紧紧抓住这个机会认真学习并搞好毕业设计。众所周知，它对我们即将走上工作岗位或者更进一步深造有非常重要的意义，它将把我们过去的理论学习引向一个更高的层次。我想我们还要对本次设计给予更进一步的认识，那是什么呢？本次设计：（1）它多角度的培养我们综合运用和扩大所学知识面的能力，以提高理论联系实际的能力。（2）它让我们温故知新，使我掌握一般的机械设计的方法和步骤，以提高结构设计、工艺分析、方案评价、方案对比等实际的综合能力，从而掌握了超精加工和精加工的设备设计思想以及更多机械装置的工作原理。（3）它通过要求我们掌握细致的数据、准确的制图，培养
8、了我们收集、整理、分析及运用资料的能力，提高我们独立工作的能力。 （4）它让我们在近一个多月的设计学习中，训练和提高设计的基本技能，如计算、制图以及方案的提出和优化选择能力。 （5）它在我们经常忽略的地方突然以新颖的形式出现，大大提高了我们适应设计环境的能力。我将尽最大的努力查阅资料，请教在此方面有所建树的老师以汲取他们的经验，同时也请他们指出本次设计过程中的不足之处。 （6）它不仅仅局限在机械基础知识上，另外涉及了有关电学、材料学、力学等多学科知识，使我们对交叉学科有了一定的涉足，拓宽了我们的知识面，更激发了进行本专业工作、学习的激情与兴趣。“珩磨装置设计”主要有以下几部分：装备简述、设计规
9、划、方案、零件和机构设计以及校核。为了更好的展现以及表达我的设计，我力求图文并茂的对超声珩磨的工作和原理进行详尽的说明，但是设计工作对我们来说只是初步接触，难免在设计中有不足、不完善的地方，我将尽最大的努力查阅资料，请教在此方面有所建树的老师以汲取他们的经验，同时也请他们指出本次设计过程中的不足之处，力求做到及时修改尽自己最大的努力把设计搞好，力求把的产品设计得更具有良好的实用性，经济性和产品性能更可靠。 由于此次设计的角度限制和知识的不够系统和不够完善，难免有错误和不足之处敬请老师批评指正以完善此次设计，本人将感激终生。另外，我也要真诚祝愿各位老师今后工作取得更大的成绩并为社会主义祖国培养出
10、越来越多的优秀人才。我相信在老师们辛勤的培养之下一定不乏有大量的高级知识分子来回报各位老师的辛勤付出，也希望在以后的工作学习过程中得到老师们继续热忱的知道和帮助。 毕业设计终究是一次深刻的检验，它会让我们发现不足，大使它又允许我们有充足的时间来弥补错误取得更加完整的系统化知识。那么我究竟在这个过程是如何做的呢？首先，在聆听了指导老师的部署安排以后，就着手在图书馆及电子图书馆去查阅了丰富的相关理论知识与各种介绍材料，逐渐取得了这种设计前期准备工作的良好开端。接下来，经过老师以及相关单位允许，深入地观看了本次设计的产品“超声珩磨装置”，更加坚定了自己做好毕业设计的信心和决心。然后，在与同学们的讨论
11、及其老师的建议之后，开始规划自己在这紧凑的一个月时间里的设计计划。终于，明确自己应该先分析零部件结构以及工作原理，然后分别计算并查阅相关数据以致完成草图设计的全部尺寸及配合要求。在设计过程中得到了老师的有力知道非常感谢，以及在计算过程中遇到查阅不到的数据都在老师的耐心帮助下完成的。在尺寸以及配合要求以后，着手画出CAD图。最后经过紧张的准备以后，开始整理各种完成的前面的部分的工作，包括写出设计说明书、实习报告、画出了用以表达我们的思想的CAD制图和手工图 ，并且完成了老师交给的另一项重要的任务专业学术论文翻译。 至此，整个毕业设计已接近尾声，我们所忙碌的成果即将接受检验。同时我相信，付出的汗水
12、会是会有相应的收获的。我真诚欢迎各位老师不吝赐教，让我们开共同郑重地见证本次毕业设计。第二章 超声加工技术及总体方案设计 超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。一般来说，正常人听觉的频率上限l620kHz之间，随年龄、健康状况等有所不同。值得注意的是，人们习惯上常把以工程应用为目的，而不是以听觉为目的的某些对听声的应用亦列入超声技术的研究范围。因此，在实际应用中，有些超声技术使用的频率可能在16kHz以下。而超声波频率的上限是10Hz，整个频率范围是相当宽广的。 超声波是声波的一部分，因此它遵循声波传播的基本规律。但超声波也有与可听声不同的一些突出特点。例如，超声波由于频率可以很高，因而传播的
13、方向性较强，同时超声设备的几何尺寸可以较小；超声波传播过程中，介质质点振动的加速度非常大；在液体介质中，当超声波的强度达到一定值以后便产生空化现象，等等。正是这些特点，决定了超声波具有与可听声不同的、领域相当广阔的各种用途。21超声加工技术发展概况 超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或于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。超声加工系统由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成。超声波发生器的作用是将220v或380v的交流电转换成超声
14、频电振荡信号；换能器的作用是将超声频电振荡信号转换为超声频机械振动；变幅杆的作用是将换能器的振动振幅放大；超声波的机械振动经变幅杆放大后传给工具，使工具以一定的能量与工件作用，进行加工。 超声加工技术是超声学的一个重要分支。超声加工技术是伴随着超声学的发展而逐渐发展的。 早在1830年，为探讨人耳究竟能听到多高的频率，FSavrt曾用一个多齿的齿轮，第一次人工产生了2.410Hz的超声波，1876年加尔顿(F.Galton)的气哨实验产生的超声波的频率达到了310kHz，后改用氢气时，其频率达到了810kHz。这些实验使人们开始对超声波的性质有了一定的认识。 对超声学的诞生起重大推进作用的是1
15、912年豪华客轮泰坦尼克(Titanic)号在首航中碰撞冰山后沉没，这个当时震惊世界的悲剧促使科学家提出用声学方法来探测冰山。这些活动启发了第一次世界大战期间侦察德国潜艇的紧张研究。1916年以法国著名物理学家郎之万(P.Langcvin)为首的科学家开始研究产生和运用水下超声作为侦察手段，并在1918年发现压电效应可使石英板振动，制成了可用作超声源的石英压电振荡器。这就是现代声学的开端。 1927年，美国物理学家伍德(R.W.Wood)和卢米斯(A.E.Loomis)最早做了超声加工试验，利用强烈的超声振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔，但当时并未应用在工业上。1951年，美国的科思制成第一台实用的超声加工机，并引起广泛关注，为超声加工技术的发展奠定了基础。 日本是较早研究超声加工技术的国家，20世纪50年代，日本已经设立专门的振动切削研究所，许多大学和科研机构也都设有这个研究课题。日本研究超声加工的主要代表人物有两位：一位是中央大学的岛川正高教授，超音波工学形论和实际是他的代表作；另一位是宇都宫大学的隈部淳一郎教授，精密加工、振功切削基础和应用是他的代表作。日本研究人员不但把超声加工用在普通设备上，而且在精密机床、数控机床中也引入了超声动系统。1977年日本将超声振动切削与磨削用于生产，可对大型船用柴油机缸套进行镗孔。 原苏联的超声加工研究也比较早，20世纪50年代末60
