设计描述：

文档包括:

WORD版设计说明书1份，共47页，约17000字左右
开题报告一份
任务书一份

CAD版本图纸，共6张

摘  要
超声加工技术是近30年来逐步发展的一种特种加工方法，并以它的工艺效果得到了广泛的应用。由于它横跨机械学、电学和声学三个学科，因而也可把超声加工技术视为边缘学科。
超声加工，是指给工具或工件沿一定方向施加超声振动进行振动加工的方法。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的交流电源转换成超声频电振荡信号；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进行放大。
近20多年来，国外采用烧结或镀金刚石的先进工具，既作超声波频振动，同时又绕本身轴线以1000—5000r/min的高速旋转的超声波旋转加工，比一般超声波加工具有更高的生产效率和孔加工的深度，同时直线性好、尺寸精度高、工具磨损小，除可加工硬脆材料外，还可加工碳化钢、二氧化钢、二氧化铁和硼环氧复合材料，以及不锈钢与钛合金叠层的材料等。目前，已用于航空、原子能工业，效果良好。
本文设计的超声波旋转加工机，包括整机的工具头、进给装置等机械结构设计和驱动元件的选择。

关键词:　超声波；结构设计；旋转加工；变幅杆；换能器

ABSTRACT
The technology of ultrasonic process is a special method process in recent 30 years, and it has a wide application because of its good crafty result. Since the technology of ultrasonic process is relative with mechanism, electricity and acoustics, it can be considered as frontier science.
Ultrasonic process, it is a processing method which manufacture the work piece ultrasonic vibration at a direction. The system of ultrasonic process is consist of the manufacturing install of ultrasound, the ultrasonic transforming install, the pole of changed flap , the system of transmitting vibration, tools, and the system of craft, and so on. The function of the manufacturing install of ultrasound is to transform the 220 or 380 mains to the ultrasonic electric vibrating signal；the function of the ultrasonic transforming install is to transform the ultrasonic electric vibrating signal to the machining vibration；and the function of the pole of changed flap is to amplify the amplitude.
The Rotary Ultrasonic Machining that the text designed, which include tools, feeding device etc.  selection of driver is either included.

Key words:Ultrasonic; Structure Design; Rotary Ultrasonic Machining
?     Amplitude Transformer；Transducer
 
目  录
摘要 ……I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题的意义 2
1.3 超声加工的工艺效果 3
1.3.1 切削力大幅度降低 3
1.3.2 切削温度大幅度降低 4
1.3.3 大幅度降低表面粗糙度，制和显著提高加工精度 4
1.3.4 大幅降低切削温度 4
1.3.5 提高了切屑液的使用效果 4
1.3.6 提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性 5
1.3.7 大大节省能源，简化机床结构 5
1.4 超声加工的应用范围 6
1.5 本文的主要内容 7
第2章 总体方案 8
2.1 加工头设计 8
2.1.1 超声换能器 8
2.1.2 超声变幅杆 8
2.1.3 进给机构 9
2.1.4 动力机构 9
2.2 工作台设计 9
2.3 本章小结 9
第3章 机械结构设计 10
3.1 超声波换能器设计 10
3.1.1晶体的压电效应 10
3.1.2压电材料 10
3.1.3压电换能器设计 10
3.1.4基本理论 11
3.2变幅杆的设计 11
 
3.2.1变幅杆的作用 11
3.2.2圆锥形变幅杆的计算 12
3.3进给机构设计 13
3.3.1滚珠丝杠 13
3.3.2步进电机 18
3.4工作头升降机构设计 20
3.4.1电动机 20
3.4.2联轴器 21
3.4.3螺旋丝杠 22
3.5滚珠丝杠的校核 22
3.5.1静载荷计算 22
3.5.2寿命计算 23
3.6螺旋丝杠校核 23
3.6.1耐磨性计算 23
3.6.2自锁性计算 24
3.7 轴承的校核 24
3.8 本章小结 26
结 论 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30

第1章 绪  论
1.1 课题背景
人耳可以听到的声波频率范围约为16-20000Hz。低于16Hz的声波称为次声波，高于2000OHz的声波称为超声波。人们还把频率为 Hz以上的声波称为特超声或微波超声。人耳听不见次声和超声，而很多海洋动物能感受。可见，此声波和超声波也是客观存在的自然现象。
由于人耳听不到超声，所以人们研究它比较玩。直到上世纪生产和科学有了相当发展，对超声的研究和应用有了可能和需要之后，超声学才发展起来。超声具有许多独特的性质和优点，所以超声学的发展很迅速，应用领域十分广泛，并有广阔的应用前景。超声加工技术是功率超声应用的一个分支。
超声加工起源于20世纪50年代初期。最早研究超声加工技术的国家是日本。日本在甲府设立了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宪教授，《超音波工学—理论和实际》是他的代表作；另一位是宇都宫大学的限部淳一朗教授，《精密加工、振动切削基础和应用》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振动系统，并且试图将超声加工引入超精密加工机床。超声加工在日本已获得近百项专利，在生产中发挥了一定的作用。