（定稿）微凹坑超声加工设计及试验设计（全套下载） ㊣ 精品文档 值得下载

（图纸） 超声换能器原理图.dwg

（图纸） 超声加工原理图.dwg

（其他） 封面.doc

（图纸） 工具头.dwg

（图纸） 工具头菱形电极.dwg

（图纸） 工具头圆形电极.dwg

（图纸） 工具头正方形电极.dwg

（其他） 目录.doc

（其他） 任务书.doc

（其他） 实习报告.doc

（其他） 微凹坑超声加工设计及试验设计开题报告.doc

（其他） 微凹坑超声加工设计及试验设计论文.doc

（图纸） 指数型变幅杆.dwg

（图纸） 装配图.dwg

（图纸） 锥形变幅杆.dwg

.制作的常用方法，如多轴联动放电加工微细电火花线切割套料反拷及电极内外表面转换等加工方法，它们都属于非接触式加工，宏观作用力微小，加工表面质量高，能够满足微小工具头的制作要求，具有很大的技术优势。

.变幅杆设计与制作变幅杆的作用是把机械震动的质点位移或速度放大，或者将超声能量集中到叫嚣的面积上，即聚能作用。

变幅杆可制成锥形的指数形的阶梯形的。

本试验系统采用的是阶梯形的变幅杆。

本试验采用指数型变幅杆。

设计频率为，变幅杆所用材料为调质号钢，纵波在杆中的传播速度，宽端直径，窄端直径为阴极设计的工作长度，大端直径小端直径。

计算指数型变幅杆的主要参数面积系数，.半波谐振长度.检查是否满足限制条件。

，因此，可知工作频率满足限制条件质点位移节点位移节点为从宽端算起的距离，此点变幅杆振幅为零。

对于指数形变幅杆轴向直径变化查表可得变幅杆长.轴向的直径变化按计算，。

根据上面所求出的参量，计算出变幅杆外形的加工尺寸，确定指数型变幅杆轴向直径的变化情况，如图.所示。

.表.变幅杆直径变化图.指数型变幅杆横截面直径尺寸变化示意图图.锥形变幅杆图.指数型变幅杆.本章小结本章介绍了微凹坑加工工具微凸起电极的设计制作，包括各种微凸起工具电极形状尺寸的设计，工具电极材料的选择。

试验制作的工具电极在精度与表面质量方面均满足要求。

进步优化尺寸设计，改善加。

因此微凸起工具电极的设计制作是实现微凹坑加工的关键，微凸起工具电极制作工艺对摩擦副表面微凹坑加工工艺的完善具有重要意义。

本章首先根据流体润滑理论进行表面微凹坑的理论分析探讨，再重点讨论微凸起工具电极的设计制作方法。

.微凹坑设计微凹坑设计原则根据上述流体润滑理论分析及其在微细加工领域的基础研究和实际应用状况，理想阵列微凹坑结构形状为圆形截面。

圆形微凹坑加工工具圆形阵列微凸起结构制作工艺难度大需要多次单孔放电加工阵列孔母电极，再电火花反拷复合平动加工微凸起工具另方面，考虑到微凹坑加工工具制作过程即微细放电加工过程及微细超声复合加工过程中均存在圆角效应，将微凹坑截面设计形状拓展为正方形菱形，可近似代替圆形微凹坑的作用效果，这样可大大减小工具电极的制作难度，因此本文设计加工圆形正方形菱形三种截面微凹坑。

设计微凹坑结构参数微凹坑边长或直径在之间，深度左右表面粗糙度要求.左右成阵列分布时，微凹坑尺寸与间距成定比例。

.微凸起工具电极设计通常，超声加工工具电极总体长度不超过声速波长的十分之，径向尺寸不超过换能器小端的几何尺寸。

本次设计的电极尺寸微小，与换能器底部直径相差很大，因此设计工具电极总体形状为锥形，即将工具电极的作用长度设计成锥形，端部保留定长度为小阶梯轴。

在锥面上用线切割放电加工出两个对称平面作为夹持部，以方便工具电极的安装锁紧，后尾部螺纹与机床联接。

根据微凹坑截面形状，确定工具电极单体为圆形正方形菱形等微凸起形状，并呈阵列排布为了便于制作，电极凸起高度设计为.，远大于微凹坑深度，并留有较大加工损耗余量，可进行多次加工试验。

本文首先设计制作简单轴类形状工具电极，为后面的复杂阵列电极加工奠定基础，同时这类简单轴类形状工具电极也是微细三维结构加工的基础，是衡量三维结构微细加工能力的种标志。

图.微细轴类工具电极设计在此基础上，设计单体为圆形正方形菱形超声加工主要用于各种硬脆材料，如玻璃石英陶瓷硅锗铁氧体宝石和玉器等的打孔包括圆孔异形孔和弯曲孔等切割开槽套料雕刻成批小型零件去毛刺模具表面抛光和砂轮修整等方面。

所谓“金无足赤”，超声加工也有着他难以克服的局限性超声加工面积较大时，超声加工效率有明显的降低其次超声加工很难加工韧性较大金属材料工具钢硬质合金等超声加工圆柱形孔深度般以工具直径的倍为限，对于深径比较大的深小孔加工很困难超声加工工具在磨料的抛磨下有损耗，同时，磨粒使工具与工件之间存在间隙，因此，精加工时要考虑工具损耗及磨粒直径大小对加工精度的影响，工具设计中应给予合理补偿。

.微细电解加工电解加工，是基于电解过程中的阳极溶解原理，并借助于阴极将工件按定形状和尺寸加工成形的工艺方法。

目前在国内外已成功的应用于航空发动机汽车等机械制造业中，已成为种不可缺少的工艺方法。

微细电解加工是指在微细加工范围内，应用电解加工以得到高精度微小尺寸零件的加工方法。

要实现微细加工，首先要解决其加工单位的微细化问题，即单位加工量尽可能地小。

电化学中的电解过程从理论上讲，是以离子为单位进行阳极溶解的，满足微细加工的加工要求。

微细电解加工原理图.电解原理图电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的种特种加工方法。

如图.所示，加工时，工件接直流电源般为的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙般在.范围内。

电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。

随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的间隙趋于致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。

目前，微细加工技术的研究大多集中在半导体制造工艺光刻技术蚀刻技术和技术上，并且取得了相当大的实用进展。

但是，这些技术只能用来加工结构简单的二维或准三维微机械，尚不适于致动器的制作。

如将这类微机械作为致动器，只能靠静电力驱动，驱动力太小。

另外，这些加工方式的设备普遍昂贵，次性投入较大，只适合大规模批量生产，对于复杂的三维微机械结构，采用以上技术就难以实现或根本无法实现，小规模的微机械生产也不宜采用以上方法，限制了其应用范围。

特种加工技术在微小型三维立体结构致动器的制作上有独到之处，批量制作也可通过模具加工电铸注塑等方法实现。

国外采取了微细加工与特种加工并重的策略，以充分发挥各种加工方法的优点。

作为微细超声复合加工的技术基础，将超声加工电火花加工电解加工分别与微细加工有机地融合在起，综合利用不同的优点，从而获得单方法所达不到的技术优势。

.微细超声加工超声加工简称有时也称超声波加工。

电火花加工和电化学加工都只能加工金属导电材料，不易加工不导电的非金属材料，然而超声加工不仅能加工硬质合金淬火钢等硬脆金属材料，而且更适合加工玻璃陶瓷半导体锗和硅片等不导电的非金属硬脆材料，同时还可以用于清洗焊接和探伤等。

微细超声加工原理超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的种特种加工方法，超声加工的基本原理如图所示。

超声加工时，在工具和工件之间加入水或油等和磨料混合的悬浮液，并使工具以适当的压力轻轻压在工件上。

超声换能器产生高达以上的超声频率作纵向振动，由于弹性杆弹性杆使振幅产生定的放大变化，通常称其为变幅杆的作用，振幅被放大到左右，驱动工具端面作超声振动，迫使工作液中悬浮磨料的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击抛磨被加工工件表面，把被加工工件表面的材料粉碎成很细的微小颗粒，从工件上被打击下来。

微凹坑，超声，加工，设计，试验，实验，毕业设计，全套，图纸，下载摘要具有定规则截面形状的阵列微凹坑结构，可以有效改善润滑和抗磨效果，目前成熟的微凹坑加工方法极少。

本文介绍了摩擦副表面微凹坑结构的研究及其应用现状，提出了采用微细超声复合加工新技术加工微凹坑的构想，进而提出本文研究工作内容。

分析微细超声加工微细电解加工原理特点以及工艺特性，探讨超声振动对脉冲放电及微细电解过程的改善作用机理，分析在加工微凹坑时微细电解复合超声振动的必要性和技术优势，构建完善超声电解复合加工试验系统。

根据微凹坑超声复合加工的特点，选择工作液工具电极振动频率及振幅进给压力等加工参数，制定微凹坑超声复合加工试验方案。

使用不同形状工具电极，对硬质合金和不锈钢单晶硅压电陶瓷玻璃钢等材料进行了微凹坑单超声加工试验及分析对硬质合金和不锈钢等材料进行微凹坑单超声加工与超声复合加工的对比试验重点研究了超声电解复合加工中电解电压参数对微凹坑加工效率精度表面质量及微凸起工具电极损耗的影响规律。

试验验证了在金属材料表面进行微凹坑超声复合加工的必要性及可行性。

关键词微凹坑，超声复合加工，微凸起工具电极微细超声加工原理加工特点.微细电解加工微细电解加工原理加工特点.本章小结第三章微凹坑加工工具微凸起电极的设计制作.微凹坑设计微凹坑设计原则.微凸起工具电极设计.微凸起工具电极材料选择.微凸起工具电极制作.变幅杆设计与制作.本章小结第四章微凹坑超声复合加工试验.试验参数选择试验件材料工作液工具电极超声振动频率及振幅．微细超声加工试验阵列圆形微凹坑单超声加工试验阵列正方形微凹坑单超声加工试验阵列菱形微凹坑单超声加工试验试验结果分析.微细超声电解复合加工阵列圆形微凹坑超声电解复合加工试验.本章小结第五章总结与展望.总结.研究展望参考文献致谢第章绪论.微凹坑结构的研究及应用背景根据摩擦学润滑理论，摩擦副表面阵列微凹坑中储存的润滑油可以被引到两个相对运动的表面间产生流体润滑膜，使其充分利用挤压和流体动力的联合作用改善润滑状况，在这种结构中规则微凹坑的表面形貌对流体润滑有着非常重要的影响。