小型旋转超声加工实验台设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：我国超声加工的研究始于上世纪 50 年代末，曾经掀起过群众性的“超声热”由于当时超声波发生器、换能器、声振系统很不成熟，缺乏合理的组织和持续的研究工作，很快就冷了下来。60 年代末，哈尔滨工业大学应用超声车削，加工了一批飞机上的铝制细长轴，取得了良好的切削效果，但事后没有进行深入的总结和研究。由于我国特定的历史条件，中断了这项新技术的研究工作十多年。1976 年以后，我国再次开展超声加工的试验研究和理论讨论工作。吉林工业大学、广西大学及甘肃光学仪器厂等单位，率先进行超声车削设备及试验研究。1982 年，上海钢管厂、中国科学院声学研究所及上海超声波仪器厂研制成功超声拉管设备，为我国超声加工在金属塑性加工中的应用填补了空白。1983 年 10 月，机械电子工业部科技司委托《机械工艺师》杂志编辑部在西安召开了我国第一次“振动切削专题讨论会”，会议充分肯定了振动切削在金属切削中的重要作用，交流了研究和应用成果，促进了这项新技术在我国的深入研究和推广应用。1985 年，机械电子工业部第 11 研究所研制成功超声旋转加工机，在玻璃、陶瓷、YAG 激光晶体等硬脆材料的钻孔、套料、端铣、内外圆磨削及螺纹加工中，取得了优异的工艺效果。1989 年，张云电研制成功超声布磨装置，在汽车、拖拉机、摩托车发动机气缸、炮管、油缸、煤矿液压支架等精密孔的晰磨加工中进行了生产应用，并通过了部级鉴定，填补了国内技术空白。1990 年，超声晰磨装置被列为国家级新产品。1991 年，张云电研制成功变截面细长杆超声车削装置，从根本上解决了节制杆、各种复杂形状的变幅杆、等截面细长杆精密加工的重大技术问题，对保证产品质量、提高制造技术水平有重大意义，这项新技术也已通过部级鉴定。随着超声加工设备的不断完善和理论研究的不断深入，它必将在我国技术进步和社会主义现代化建设中起到重要的作用。

研究意义：旋转超声加工作为超声加工中一个重要的研究方向，在机床研制、实验加工以及理论机理等方面的研究和发展迅速。其中小型旋转实验加工台的应用领域不断扩大，取得了丰富的成果。今后随着高新科技的发展，一些新型材料的出现以及加工需要必将推动和促进超声加工技术的发展。旋转超声加工在航空、国防、农业、医药卫生、环境保护、生物工程以及电子等领域将发挥重要作用。

2. 研究内容和预期目标

内容：设计一台用于旋转超声加工实验研究的实验装置。该装置具有三维运动，可以实现对三维表面的加工，采用三维运动控制系统。采用超声振动主轴。本装置可以完成铣削、磨削、钻削等旋转超声加工的实验研究工作。

设计主要内容及要求：

1.完成装置的总体设计、部件设计和部分零件设计,折合a0图纸3张，图纸应符合国家有关制图标准，图面整洁、布置均匀、尺寸标注齐全、线性规范 ；

3. 研究的方法与步骤

查阅相关资料，小型旋转超声加工试验台的机械结构部分。

包括:

1、基础结构部件床身、立柱、工作台、导轨的设计计算及选型;

4. 参考文献

[1] 《机械设计基础》

[2] 《机械原理》

[3] 《机械制造技术基础》

5. 计划与进度安排

1.2024.2.20~2024. 2.24 准备设计资料，撰写开题报告

2.2024.2.28~2024.3.10 设计方案

3.2024.3.13~2024.4.28 图纸设计