旋转超声波+磨削(1)

超声振动辅助磨削技术的现状与新进展

第31卷第11期2010年11月 兵工学报ACTA ARMAMENTARII Vol．31No．11Nov． 2010 超声振动辅助磨削技术的现状与新进展 梁志强1，2，王西彬1，吴勇波2，栗勇1，赵文祥1，庞思勤 1 （1.北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室，北京100081； 2.秋田県立大学系统科学技术学部，秋田290014，日本） 摘要：如何实现硬脆性材料的高效率、高质量、高精度加工是现代精密制造领域的技术难题，为解决这一难题超声波振动磨削技术被引入到硬脆性材料的加工中。综述了超声振动磨削技术的现状，基于现有的一维振动磨削与二维振动磨削技术，着重分析了不同超声振动施加方式对磨削 力、 加工表面完整性、砂轮磨损等加工特性的影响。作为二维振动磨削技术的最新进展，对垂直型椭圆振动磨削技术的加工原理以及加工特性进行初步介绍。 关键词：机械制造工艺与设备；超声辅助磨削；椭圆振动；硬脆材料；磨削力；粗糙度 中图分类号：TG156文献标志码：A 文章编号：1000- 1093（2010）11-1530-06Status and Progress of Ultrasonic Assisted Grinding Technique LIANG Zhi-qiang 1，2 ，WANG Xi-bin 1，WU Yong-bo 2，LI Yong 1，ZHAO Wen-xiang 1，PANG Si-qin 1 （1．Key Laboratory of Fundamental Science for Advanced Machining ，Beijing Institute of Technology ，Beijing 100081，China ； 2．Faculty of Systems Science and Technology ，Akita Prefectural University ，Akita 290014，Japan ） Abstract ：In current precision machining field ，there is a critical problem to achieve high efficiency ，high-quality and high-precision machining for hard brittle material．Based on this background ，the ultra-sonic assisted grinding machining is widely introduced as a promising processing technology．In this pa-per ，the machining characteristics ，especially grinding forces ，ground surface integrality and wheel wear ，of both one-dimensional and two-dimensional ultrasonic assisted grinding techniques are analyzed．As a new progress ，the principle and fundamental characteristics of vertical elliptical ultrasonic assisted grind-ing method are introduced． Key words ：machinofacturing technique and equipment ；ultrasonic assisted grinding ；elliptical vibra-tion ；hard brittle material ；grinding force ；surface roughness 收稿日期：2009－11－13 基金项目：国家自然科学基金资助项目（50935001）；国防科研资助项目（62301090103）作者简介：梁志强（1984—），男，博士研究生。E-mail ：liangdjx@yahoo．com ；王西彬（1958—），男，教授，博士生导师。E- mail ：cutting0@bit．edu．cn 随着科技的发展对硬脆性材料、难加工材料和 新型先进材料的需求日益增多，对关键零件的加工效率、加工质量和加工精度提出了更高的要求。传统磨削方法因不可避免的产生较大的磨削力以及磨削热，引起工件表面/亚表面损伤以及砂轮寿命低等一系列问题。尤其在精密与超精密加工领域，这些加工缺陷的存在严重制约着零件加工精度及加工效 率的提高。为解决这些问题，超声振动被引入到磨 削加工中。国内外广泛研究证实超声振动磨削在提高材料去除率、提高加工表面质量与加工精度、降低工件表面损伤以及延长砂轮寿命等方面具有显著优势。 一维超声振动磨削技术较早应用到工业领域，近年在超精密加工领域，日本和中国的学者又

超声振动磨削机构的建模与仿真

摘要: 超声波加工是一门重要的特种加工技术，超声加工的总概述：其分为超声车、铣、磨、钻等。超声振动磨削是一种特殊的切削加工的方法,这种加工技术对于加工陶瓷、高强度复合材料以及硬脆材料具有独到的优势。本文从超声振动声学子系统设计超声振动磨削机构。从声学角度和波动方程角度分别介绍了变幅杆设计的理论基础。设计了机构与工件相连接以及机构与机床相连接装置。这个超声振动磨削机构，可以直接装配到一般普通机床上直接使用，因此非常方便。这种新型机构可以作为一种机床附件，它具有体积小、结构简单、成本低、可加工大型工件的优点，对超声波加工以及机床的发展具有十分重要的意义。 关键词：超声波发生器，换能器，变幅杆，珩磨头。

ABSTRACT: The ultrasonic machining is an important special machining technology, is the supersonic processing total outline: It divides into the supersonic vehicle, the mill, to rub, to drill and so on. The ultrasonic vibration grinding is one special machining method, this kind of process technology regarding the ceramics, the high strength compound materials as well as the hard crisp material has the original superiority. This article from ultrasonic vibration acoustics system design organization. Introduced the amplitude pole design rationale from acoustics angle and the wave equation angle. Has designed the organization and the work piece connects as well as the organization and the engine bed junction device. Designs this ultrasonic vibration grinding organization, may assemble directly to the engine bed on the direct use. This kind of new organization may take one kind of engine bed appendix, has the volume to be small, the structure is simple, the cost low merit, has the vital significance to the ultrasonic machining as well as engine bed‘s development. Key words:Ultrasonic generator, transducer, amplitude pole, top horizontal jade piece wheel head.

超声波加工技术

超声波加工技术 1.绪论 人耳能感受到的声波频率在20—20000HZ范围内，声波频率超过20000HZ被称为超声波。超声波加工（Ultrasonic Machining简称USM）是近几十年来发展起来的一种加工方法，它是指给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行加工的方法，或利用超声振动的工具在有磨料的液体介质或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀来去除材料，又或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。它弥补了电火花加工的电化学加工的不足。电火花加工和电化学加工一般只能加工导电材料，不能加工不导电的非金属材料。而超声波加工不仅能加工硬脆金属材料，而且更适合于加工不导电的硬脆非金属材料，如玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片等。同时超声波还可用于清洗、焊接和探伤等。 1.1超声波加工的发展状况 超声波加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或干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，F.Savrt曾用一多齿的齿轮，第一次人工产生了2.44 HZ的超声波，1876年加尔顿的气哨实验产生的超声波的频 10

机械加工过程中振动的影响

3、振动对工件表面质量的影响及其控制3.1振动对工件表面质量的影响 机械加工中产生的振动，一般说来是一种破坏正常切削过程的有害现象。各种切削和磨削过程都可能发生振动，当速度高、切削金属量大时常会产生较强烈的振动。 切削过程中的振动，会影响加工质量和生产率，严重时甚至会使切削不能继续进行，因此通常都是对切削加工不利的，主要表现在以下几个方面。 (1)影响加工的表而粗糙度。振动频率低时会产生波度，频率高时会产生微观不平度。 (2)影响生产率。加工中产生振动，会限制切削用量的进一步提高，严重时甚至会使切削不能继续进行。 (3)影响刀具寿命。切削过程中的振动可能使刀尖刀刃崩碎，特别是韧性差的刀具材料，如硬质合金、陶瓷等，要注意消振问题。 (4)对机床、夹具等不利。振动使机床、夹具等的零件连接部分松动，间隙增大，刚度和精度降低，同时使用寿命缩短。 此外，强烈的振动及伴随而来的噪声，还会污染环境，危省操作者的身心健康。 对于精密零件的精密加工和超精密加工,其尺寸精度要求多小于m 1μ,表面粗糙度值m .0以下，而且不允许出现波纹。因此，在切削过程中哪怕出现极Raμ 02 其微小的振动，也会导致被加工零件达不到设计的质量要求。 振动对机械加工有不利的一面，但又可以利用振动来更好地切削，如振动磨削、振动研抛、超声波加工等都是利用振动来提高表面质量或生产率的。 机械加工中产生的振动，根据其产生的原因，大体可分为自由振动、强迫振

动和自激振动三大类，如图1所示。 图1 切削加工中振动的类型 3.2自由振动 自由振动是当系统所受的外界干扰力去除后系统本身的衰减振动。由于工艺系统受一些偶然因素的作用(如外界传来的冲击力、机床传动系统中产生的非周期性冲击力、加工材料的局部硬点等引起的冲击力等)，系统的平衡被破坏，只靠其弹性恢复力来维持的振动属于自由振动。 在机械加工中，自由振动是最简单的振动，所占振动比率仅5%左右。振动的频率就是系统的固有频率。由于工艺系统的阻尼作用，这类振动会很快衰减。可见，自由振动对机械加工过程影响较小，但是自由振动在一定条件下会诱发产生自激振动。 3.3强迫振动 强迫振动是由外界周期性的干扰力所支持的不衰减振动。

微细超声加工的发展及应用

微细超声加工的发展现状及应用 摘要:对微细超声加工的加工原理、材料去除机理和特点进行了阐述，重点在于对国内外微细超声加工的发展和应用进行总结和举例，包括旋转超声加工、成形加工和分层扫描超声加工及微细超声复合加工，最后总结了微细超声加工未来发展趋势 关键词:微细超声加工；旋转超声加工；成形加工；分层扫描；微细超声复合加工 Current Situation and application of micro ultrasonic machining Abstract：Through describing the machining principle、material removal mechanism and characteristics of micro-ultrasonic machining, this paper emphasize on the development and application of micro ultrasonic machining at home and abroad. And the application includes rotary ultrasonic machining, molding process and layered scanning ultrasonic machining and micro-ultrasonic composite processing. Finally the future development trend of micro ultrasonic machining is summarized. Key words：micro-ultrasonic machining rotary ultrasonic machining molding process layered scanning micro-ultrasonic composite processing 前言 科技的日新月异不仅对材料的性能提出了更高的要求，同时对具有微小特征的精密零件有了越来越多的需求。尤其在电子、光学、医疗、生物科技、通信以及航天等领域，零件的小型化和精密化已经成为当前的发展趋势[1,2]。随着微机械（Micro Electro Mechanical System）技术的发展，高新技术产品呈现微型化、精确化，晶体硅、陶瓷和光学玻璃等非金属材料得到广泛应用，微细加工成为现代制造技术重要的发展方向。 MEMs技术具有集成度高、便于大批量生产等优点。但是这种方法难以加工具有特殊性质的金属材料，例如一些极限作业环境下所要求的高强度、高韧性、耐磨、耐高温、抗疲劳等性能的材料。微细切削与某些特种加工相比，生产率高、容易保证加工精度。但是，这类加工方法都存在宏观切削力，而且不能加工比刀具硬的材料。 特种加工方法采用各种物理、化学及其各种理化效应，直接去除材料以达到所要求的形状和尺寸。它们多属于非接触加工，一般没有宏观切削力作用。因此它们在加工微小尺度的零件时具有独特的优越性。目前适合硬脆材料的材料加工手段有光刻加工、电火花加工、激光加工和超声加工等特种加工技术。但是对于晶体硅和陶瓷等非金属材料，材料本身不导电，所以无法用电火花和电化学等方法加工；材料的耐高温和导热性不好，激光加工时加工区域会受热影响作用而开裂；光刻加工虽然可以加工非金属材料同时不受导热性的影响,但是在加工高深径比和复杂三维型腔时难度依然很大。而超声波加工既不受材料导电性和导热性的限制,又可以加工出深径比很大且形状复杂的三维型腔,尤其适用于硬脆性材料的加工。所以超声加工在加工陶瓷和半导体硅等非金属硬脆材料上有得天独厚的优势。随着压电材料及电子技术的发展,微细超声、旋转超声、超声复合等加工技术成为了当前超声加工研究的热点。 1微细超声加工的特点和原理 声波是人耳能感受的一种纵波，频率在16Hz-16kHz。“超声波”，用来描述频率高于人

磨削加工中常用的磨料有哪几种

1.磨削加工中常用的磨料有哪几种？ 答：有两种即氧化物系和超硬磨料氧化物系有：棕刚白钢洛刚锡刚单晶刚微粒刚超硬磨料：碳化物系高硬磨料系 2.切削磨削加工采用冷却液使用方法有哪几种？ 答：有4中即浇铸法交压冷却法和喷雾冷却法对于磨削还有渗透供液法。 3.衡量工件材料的切削加工性的指标通常有哪些？ 答：1刀具使用寿命2切削力和切削温度3加工表面质量4断屑性花 4.机床夹具一般由哪些部分组成？ 答:由5部分组成1定位元件2加紧装置3对刀和升导元件4夹具体5其他元件 5.什么叫6点定位？ 答：用六个支承点来限制工件的六个自由度的定位方法称为六点定位。 6.切削加工中影响表面粗糙度的因素有哪些？ 答：1刀具切削刃的形状的影响2工件材料的影响3切削用量的影响4工艺系统的交频振动的影响。 7.磨削加工中影响表面粗糙的因素有哪些？ 答：1砂轮的粒度2砂轮的硬度3砂轮的修理4砂轮的速度5磨削切向进给量与光磨次数6工件圆周进给速度与轴向进给量7冷却润滑液 8．机械加工的强迫振动有哪些特点？ 答：1该振动是外界周期性干扰力的作用下产生的，但振动本身并不能引起干扰力的变化。2强迫振动的频率总与外界干扰力的频率相同或成倍数关系3强迫振动振幅的大小在很大程度上取决于干扰力的频率W与加工系统固有频率W0的比值W/W0=1时振幅达最大值，称为共振4共振幅大小除与W/W0有关外还与干扰力系统刚度及组成系数有关 9．机械加工中的自激振动有哪些特点？ 答：1自激振动是一种不衰减振动2其振动的频率等于或接近交频的固有频率3其振动的形成和持续是由切削过程产生的4其振动能否产生的及振幅的大小决定每一振动的周期内系统几个获得能量与所消耗的能量的对比情况。 10．叙述在机床加工过程中选择粗基准和精基准时各应遵循什么原则？ 答：一，粗基准的选择1选择与加工表面间有较高位置精度要求的毛坯面为粗基准，并能一次装夹中加工较多的表面2选择工件上余量较少的表面为粗基准3以工件上某要求余量均匀的表面为粗基准4应尽量平整光洁有一定面积以便使工件定位准确加紧可靠5粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次二，精基准的选择1基准重合的原则—选工序基准作为精基2准基准同一的原则3互为基准原则自为基准原则 11．机械加工中使用的零件毛坯有哪些种类？ 答：铸造毛坯锻造毛坯此外还有型材焊接和其它毛坯零件 12．机械加工过程中一般划分为那几个加工阶段？为什么要划分加工阶段? 答：可分4个阶段1粗加工阶段2半精加工阶段3精加工阶段4光整加工阶段另件划分加工阶段的原因1可以保证质量2便于安排热处理工序3合理使用机床设备4粗精加工分开便于及时发现毛坯缺陷 二，名词解释 1．切削深度—指工件上待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，称为背吃刀量 2．主偏角—在基面内度量的切削平面与进给平面间的夹角 3．刀具前角—在剖面内度量的基面与前刀面间的夹角 4．刀具主剖面—通过

小型超声波切割机毕业设计翻译中文

利用旋转超声加工技术加工陶器 旋转超声加工技术为陶瓷和玻璃的加工应用上提供快速的高质量的加工途径。 旋转超声加工技术是一种混合了利用钻石磨削超声机械来切削材料的工艺，和那些单独利用钻石磨削或者超声加工技术相比，它可以提供一个更高的材料切削速率。通过利用钙、铝、硅酸盐和稳定的氧化镁、氧化锆来做实验可以得出在同样的条件下利用旋转超声加工技术加工材料的切削速率是利用惯例的磨削加工工艺的六到十倍，是超声加工技术的十倍。利用旋转超声加工技术来打很深的洞比超声加工技术更容易，而且洞的精确性更高。这种工艺的其他好处包括有一个更好的表面光洁度和刀具所受到的压力也会更小。 图1 在超声加工中，刀具的形状正好和工件表面的洞或腔的形状一致，在两万赫兹的高速频率中摆动，利用一个恒定的压力插入工件表面（见图1）。在刀尖和工件表面加上一种由水和小磨粒组成的磨粉浆。当磨粒悬浮在刀具和工件表面的

泥浆中时，工件表面的材料被切削掉了，利用震动刀具往下走来作用在工件表面。 图2 在旋转超声加工中，当机器的轴在一个恒定的压力下被动的靠近工件表面是，一个用金属黏合带腐蚀性的钻石做成的空心旋转钻头在轴向做超声震动（见图2）。空心的钻头中喷出冷却液冲走切削垃圾，同时防止切削垃圾干扰钻头，并且让它冷却。通过刀具上直接黏合的腐蚀物，并且结合同时发生的转动和震动，旋转超声加工技术为多种玻璃和陶瓷生产应用提供了一个更快，更高质量的加工途径。 旋转超声加工的历史 尽管超声加工的原理在1927年被认识到，超声加工技术的第一次使用没有在工业文明中被描述直到1940年。自从那是以后，超声加工被引起很大的注意，并被运用在工业中相对很大的领域。在1953年到1954年，第一代超声加工工具的发明，很大程度上是依据钻头和压磨机。到1960年，可以看到各种类型和尺寸的超声加工工具运用在各种运用上，同时很多模型开始进行批量生产。 在陶瓷的应用中，超声加工和普通机械加工相比有很多的优势。导体和绝缘体材料都可以被加工，同时加工复杂的三维立体外形可以像加工简单的外形一样

超声加工技术的现状及发展趋势

超声加工技术的现状及 发展趋势 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

超声加工技术的现状及发展趋势 前言：超声波加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干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。超声波加工技术是一种涉及面广且更新快的机械加工技术。结合近年来超声加工技术的发展状况，综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用，并阐述了超声加工技术的发展趋势。 关键词：超声波加工、超声振动、声复合加工、应用、发展、 正文: 1、超声振动系统的研究进展及其应用 超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成，是超声设备的核心部分。在传统应用中，超声振动系统大都采用一维纵向振动方式，并按“全调谐”方式工作。但近年来，随着超声技术基础研究的进展和在不同领域实际应用的特殊需要，对振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展。 日本研究成功一种半波长弯曲振动系统，其切削刀具安装在半波长换能振动系统细端，该振动系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形，上下各两片，组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子)，其特点是小型化，结构简单，刚性增强。日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系

统，并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产生“纵-弯”型复合振动。日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆材料的超声低频振动组合钻孔系统。将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合，制造了一台组合振动钻孔设备，该设备能检测钻孔力的变化以及钻孔精度和孔的表面质量，并用该组合设备在不同的振动条件下进行了一系列实验。实验结果表明，将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。 另一种超声扭转振动系统已在“加工中心”用超声扭转振动装置上应用。主要用作电火花加工后的模具异形(如三角形、多边形)孔和槽底部尖角研磨抛光，以及非导电材料异形孔加工。该振动系统的换能器采用按圆周方向极化的8块扇形压电陶瓷片构成，产生扭转振动。 2、超声加工技术应用研究 深小孔加工 众所周知，在相同的要求及加工条件下，加工孔比加工轴要复杂得多。一般来说，孔加工工具的长度总是大于孔的直径，在切削力的作用下易产生变形，从而影响加工质量和加工效率。特别是对难加工材料的深孔钻削来说，会出现很多问题。例如，切削液很难进入切削区，造成切削温度高；刀刃磨损快，产生积屑瘤，使排屑困难，切削力增大等。其结果是加工效率、精度降低，表面粗糙度值增加，工具寿命短。采用超声加工则可有效解决上述问题。

功率超声振动加工技术教案

南通大学 Nan Tong University 功率超声振动加工技术 院系： 专业：自动化 班级： 学号： 姓名：李芸 关键词： 振动加工、换能器发生机理、熔焊、功率超声车削、珩磨技术 引言： 超声加工（ultrasonic machining），起源于20世纪50年代初期，是指给工具或工件沿一定方向施加超声频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。在难加工材料和精密加工中，功率超声加工技术具有普通加工无法比拟的工艺效果，具有广泛的应用范围。由于功率超声加工技术具有许多优点，与其他加工技术相比较，常常能大幅度提高加工速度、提高加工质量和完成一般加工方法难以完成的加工工作。因此，在工业、农业、国防和医药卫生、环境保护等部门得到越来越广泛的应用。 正文：

一、超声加工的基本原理 超声加工时，高频电源联接超声换能器，由此将电振荡转换为同一频率、垂直于工件表面的超声机械振动，其根幅仅0．005~0．01mm，再经变幅杆放大至0．05~0．lmm，以驱动工具端面作超声振动。此时，磨料悬浮液（磨料、水或煤油等赃工具的超声振动和一定压力下，高速不停地冲击悬浮液中的磨粒，并作用于加工区，使该处材料变形，直至击碎成微粒和粉末。同时，由于磨料悬浮液的不断搅动，促使磨料高速抛磨工件表面，又由于超声振动产生的空化现象，在工件表面形成液体空腔，促使混合液渗入工件材料的缝隙里，而空腔的瞬时闭合产生强烈的液压冲击，强化了机械抛磨工件材料的作用，并有利于加工区磨料悬浮液的均匀搅拌和加工产物的排除。随着磨料悬浮液不断地循环。磨粒的不断更新。加工产物的不断排除，实现了超声加工的目的。总之，超声加工是磨料悬浮液中 的磨粒，在超声振动下的 冲击、抛磨和空化现象综 合切蚀作用的结果。其中， 以磨粒不断冲击为主。由 此可见，脆硬的材料，受 冲击作用愈容易被破坏， 故尤其适于超声加工。 由超声发生器产生的高频 电振荡（频率一般为16～25千赫，焊接频率可更高）施加于超声换能器上（见图），将高频电振荡转换成超声频振动。超声振动通过变幅杆放大振幅（双振幅为20～80微米），并驱动以一定静压力压在工件表面上的工具产生相应频率的振动。工具端部通过磨料不断地捶击工件，使加工区的工件材料粉碎成很细的微粒，为循环的磨料悬浮液带走，工具便逐渐进入到工件中，加工出与工具相应的形状。 二、特点 ①不受材料是否导电的限制。 ②工具对工件的宏观作用力小、热影响小，因而可加工薄壁、窄缝和薄片工件。 ③被加工材料的脆性越大越容易加工；材料越硬或强度、韧性越大则越难加工。 ④由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度应比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低于工件材料。 ⑤可以与其他多种加工方法结合应用，如超声振动切削、超声电火花加工和超 声电解加工等。 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。超声打孔的孔径范围是0.1～90毫米，加工深度可达100毫米以上，孔的尺寸精度可达 0.02～0.05毫米。表面粗糙度在采用 W40碳化硼磨料加工玻璃时可达Rα 1.25～0.63微米，加工硬质合金时可达Rα0.63～0.32微米。 ⑥切削力大及温度幅度降低，工件寿命大幅度提高。 ⑦大大节省能源，简化机床结构。 ⑧提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性。

浅谈机械加工过程中机械振动的成因与改善方法

浅谈机械加工过程中机械振动的成因与改善方法 发表时间：2018-10-16T17:27:33.240Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：刘冬霍有平[导读] 摘要：社会生产力的发展促使机械生产效率的提升问题受到社会的关注，机械设备在生产加工的过程中，不可避免地会出现不同程度的机械振动问题，在某种程度上来说，机械设备的振动程度暗示着机械设备的运行状态，所以生产厂家除了要注意机械设备的技术以外，机械运行和使用中的振动问题同样不容忽视。 青海桥头铝电股份有限公司青海 810100 摘要：社会生产力的发展促使机械生产效率的提升问题受到社会的关注，机械设备在生产加工的过程中，不可避免地会出现不同程度的机械振动问题，在某种程度上来说，机械设备的振动程度暗示着机械设备的运行状态，所以生产厂家除了要注意机械设备的技术以外，机械运行和使用中的振动问题同样不容忽视。本文在对在现有的技术条件下，几种机械振动的类型和特点进行阐述的基础上，分析了机械加工过程中振动现象的成因，最后，就如何改善机械的这种震动状态和提升机械的运行效率问题提出几点对策，以为企业的机械加工管理工作提供借鉴。 关键词：机械加工；机械振动；成因；改善措施引言：从事实体生产的企业要想维持自身的生存与发展，就必须要使用到机械设备以提升生产效率，但是在实际的机械运行过程中，常常会由于人为因素和机械本身质量的影响，而产生不同程度的振动现象，如果机械设备出现了大幅度的振动问题，很有可能是设备故障的信号，所以机械振动问题不容忽视。首先，机械振动的最简单的影响就是噪音问题，如果振动噪音超出了国家规定，会直接影响到企业的生产，同时也为周围的居民生活造成了困扰；其次，机械的振动会在很大程度上加大刀具的磨损，长此以往，机械设备可能会出现崩刀问题；最后，从物理学的角度上来讲，机械设备的振动会加大加工物体表面的粗糙程度，如果企业所要生产的实物对表面的粗糙程度要求较高，就会直接影响到企业接下来的生产。 一、机械加工过程中产生振动的类型与特点 1、自由振动 振动系统在机械运转时会受到被称为激振力的外界作用力的影响，从而使系统的平衡状态遭受影响，这种情况下产生的振动方式就是自由振动。 2、强迫振动 在周期性的外力作用下，系统会而产生强迫振动。在磨削过程中产生的机械振动较为典型。泵件状态不稳定、三角皮带的长短厚薄不等、轮系结构与电动机的配合不均匀等情况都会不同程度的造成机床的强迫振动。 3、自激振动 与强迫振动存在明显的不同，自激振动并不是在外力的作用下产生的，而是自身交变力作用的结果，且其并不会衰减。 二、机械加工过程中出现机械振动的原因 1、自由振动的成因 一方面，在机械使用的过程中，考虑到机械的切削力是不稳定的，如果机械切削力发生变化，就会产生比较大幅度的自由震动；另一方面，由于机械的运行受到周围环境的影响，如果机械所处的环境对机械造成了冲击，也是会产生自由振动的。以上两种自由振动实际上都是物理上性能的，尽管一种来自于外界，另一种来自于机械本身，但是由于这两种振动在所有生产机械的使用和加工过程中都是普遍存在的，所以被归结为自由振动的成因，但是从另一个侧面说明，由于机械切削力的不稳定和外界冲击力造成的机械振动是可以被人为的阻止的。 2、强迫振动的成因 强迫振动是机械生产和运行中最主要的振动方式，而且强迫振动发生的频率也比较高，此外，强迫振动还具有易受外界影响的性质，机械出现强迫振动的原因一般可以归结为三点。具体来讲，首先，一般情况下，尽管生产企业对机床的平整性有一定的要求，但是却不能保障完全意义上的平衡，这种情况实际上加大了机械出现皮带失衡现象的概率，一旦皮带失衡就会牵连到整个机械，进而造成机械强迫振动；其次，在企业进行生产加工的过程中，需要机床上的零部件辅助机械的运行，但是在实际的生产过程中，由于企业对于零部件的检查不到位，当机床上的零部件出现问题，不能够被及时发现，而这些受损的零部件在生产的过程中，就会不可避免地对机械生产造成影响，不仅会造成机械振动，甚至可能会影响机械的使用寿命，这也就要求企业在进行生产的同时，除了要检查重要器械设备的部件，也不能忽视机床零部件的维修与检测；最后，尽管机械化生产是遵循一定的周期来完成的，但是在实际的生产和使用的过程中，并不都是完全按照周期来进行切削的，会存在不均匀切削的情况，这种情况在相对老旧一些的设备中表现的尤为明显，所以也就会导致出现机械的强迫振动。 3、自激振动的成因 在机械加工的过程中，出现自激振动的原因可以归结为以下几点。首先，切削设备的刀具之间会产生摩擦力，也就会带动出现机械振动；其次，就是刀具的问题，具体来讲，如果切削刀具的质量比较好，在切割的过程中也就会更稳定一些，反之，如果刀具的质量比较差，或者说，刀具的刚性要差一些，切割的时候就会产生刀具的振动，由于其来源于机械本身，所以称为自激振动；还有一种情况与此类似，就是细长轴刚性过差造成的自激振动，但是与刀具刚性过差产生自激振动的原因不同的是，细长轴是对加工部件的表面产生影响，间接出现机械振动；最后，就是进刀量过多和切削量过大，也会造成机械的自激振动，这是因为，机械设备是根据一定的生产需要来设计的，不管是机械的材料还是机械的性能上，都无法负荷过大的生产，但是在实际的生产过程中，很多企业不顾机械的性能盲目地加大机械的切削量，就会导致出现自激振动。 三、机械加工过程中机械振动的控制措施 1、强迫振动的控制措施 第一，外部环境是强迫振动的主要起因，所以，应首先对引起振动的源头进行控制。对于转速要求较高的加工工具，应在使用前进行平衡性的检测。这就需要在使用之前对其进行多次检测，在运行时最大程度上避免振动，以确保平稳性。另外，合适的传送带与轴承可减少噪声与振动。

超声磨削装置设计

学校代码： 本科毕业设计题目：超声磨削装置设计 学院： 姓名： 学号： 专业： 年级： 指导教师：

摘要 旋转超声磨削是在传统机械磨削的基础上，将超声振动加入到磨削工具上的一种新型的复合加工方法。该方法不仅保留了传统机械磨削的一些优良特性，又因加入超声振动后，能较大地提高加工效率，有效地改善工程陶瓷、复合材料等难加工材料磨削表面质量。本文旨在研制出旋转超声磨削装置，该装置能以附件的形式安装在数控机床上或普通机床上，进行常见表面、甚至一些较复杂型面的旋转超声磨削加工。 关键词：旋转超声磨削，工程陶瓷，碳刷，

ultrasonic machining design Abstract:Rotary ultrasonic grinding (RUG) is a new machining method which integrates rotary movement of traditional grinding with ultrasonic oscillation. This method can keep down some excellent grinding characters of Mechanical grinding, greatly enhance process rate and effectively improve the effect of grinding surface of difficult-to-cut materials (stainless steel and composite material and the like). The aim of this paper is that we design and manufacture the grinding device of rotary ultrasonic machining, This device can be installed on numerical control machine or common machine tool as an accessory and can carry out rotary ultrasonic grinding for usual surface and even some complicated surface. Keyword：rotary ultrasonic grinding, engineering chinaware, carbon brush，

超声振动切削加工

超声振动切削加工的研究现状及进展 摘要：简述了超声振动切削技术的发展、优点及应用领域。通过将超声振动切削与普通切削比较以及对振动切削过程特点的描述，探讨了超声振动切削的切削机理。文章还分析了振动切削技术的最新发展, 认为超声振动切削是一项有发展前途的新型技术。 关键词：超声振动切削；难加工材料：切削机理 Research of vibration assisted turning cutting technology and

Its development Abstract：Introduces the history, advantages and application field of the ultrasonic cutting technology(UCT). By compared with ordinary cutting and the characteristics description of the ultrasonic vibration cutting process, explored Ultrasonic vibration cutting of the cutting mechanism. The paper also analyzes an up- to- date vibrating cutting technology and summarizes that the ultrasonic vibration cutting is a promising new technology. Key Words: Ultrasonically vibrating cutting; Difficult - to - machine materials; Cutting Mechanism 0 前言 超声振动切削技术是把超声波振动的力有规律地加在刀具上，使刀具周期性地切削和离开工件的加工技术, 是结合超声波技术和传统切削工艺的一种新型切削技术。在20 世纪60 年代，日本隈部淳一郎先生就对该项技术做了大量的研究工作。

偏心轴磨削振动分析研究

No. 9Sep. 2019 第9期2019年9月组合机床与自动化加工技术 Modular Machine Tool & Automatic Ma/ufacturiiig Technique 文章编号：1001 -2265（2019） 09 -0107 -04 DOI ： 10.13462/j. aki.2019.09.026 偏心轴磨削振动分析研究! 张山山，韩秋实，彭宝营，李启光 （北京信息科技大学机电工程学院，北京100192） 摘要:针对偏心轴在磨削过程中存在冲击和振动而影响加工表面精度和质量的问题，文章分析了偏 心轴磨削系统产生的几种振动,通过CATIA 三维软件建立了磨削简化模型，同时通过接口互换导 入ADAMS 进行运动仿真，分析研究了偏心轴磨削过程中换向冲击产生的自由振动导致的加速度曲 线变化、砂轮架质量、砂轮架水平进给速度等因素对振动的影响，又分析了工件偏心、砂轮偏心引起 的振动，可以为进一步提高表面质量和磨削稳定性的研究提供理论支撑。关键词：偏心轴;磨削振动；振动分析 中图分类号:TH113 :TG65 文献标识码:A Research on ViCration Analysis of Ecceetric Shaft Grinding ZHANG Shan-shan , HAN Qiu-shi , PENG Bao-ying , LI Qi-guang (School of Mechanical and Electrical Engineeong , Beijing Infoonation Science and Technology University , Beijing 100192, China) Abstrach : Aiming at the prob.m that the eccentric shaft has impact and vibration during the grinding process and affects the accuracy and quality ot the machined surface , several vibrations generated by the eccentric shaft grinding system ara analyzed. The simplified modei ot grinding is established by CATIA software. The ADAMS was imported and exchanged for mohon simulation. The influence ot the accelera - tion curve ceused by the free vibration generated by the commutation shock during the eccenWi.c shaft grind - ing , the quality of the wheel frame and the horizontal feed rate of the wheel frame on the vibration wer analyzed. The eccenthcity of the workpiece and the vibration ceused by the eccenthcity of the grinding wheel is analyzed , which can provide theoretical support for elrther research on surface quality and grind - ing shabilihy. Key words : eccenWi.c shaft ； grinding vibration ； vibration analysit 0引言 偏心轴类零件,其结构的回转中心和几何中心不 重合，存在一个偏心距,如机器人里的RV 减速器、发 动机曲轴等部件,它们作为核心部件广泛应用于机器 人、汽车、航天、采矿等产业里，它们质量的好坏对于机 器的运转起着决定性的作用。RV 减速器的核心零件 是偏心轴，当下世界上许多国家的机器人大多采用RV 减速器，并且一台机器人成本中除了控制器外,减速器 要占到总成本的三分之一⑴）磨削是精加工的主要方 法之一，要得到较高的加工表面质量，应尽可能地保持 磨削过程的稳定性,避免产生颤振。而在实际的机械 加工中，几乎所有机械振动过程，都包含有非线性振 动［2-4］。湖南大学周秦源研究了外圆磨削存在的振 动［5］,国内的关于非圆磨削的研究相对较少，偏心轴在 磨削加工过程中，因为偏心距的存在，在!（砂轮架水 平进给）-U 工件转动）联动的过程中，在！方向砂轮 对于偏心轴转动（C ）进行跟踪,这样就会在！方向行 程终点处由于换向惯性存在产生往复冲击振动，这些 振动以及其它振动会影响到工件表面质量以及磨削的 稳定性。基于此背景，主要深入研究在非圆磨削过程 中！方向换向导致的惯性冲击振动以及影响因素，这 对于提高磨削稳定性以及工件表面质量有着重要的意 义。 1偏心轴加工模型 偏心轴的加工采取“逆磨”的方式，图1为偏心轴 磨削加工的示意图。0'为偏心轴轮廓中心,01位偏心 轴回转中心,。2为砂轮中心,e 为偏心距,*为偏心轴 轮廓圆半径,*为砂轮半径,，为偏心轴旋转角度," 为偏心轴的回转中心到砂轮中心线段与！轴方向的 夹角,）为磨削接触点,！为砂轮中心到偏心轴回转中 心的水平距离。建立如图1的！。1 X-0,-Y 坐 标叫 收稿日期：2018 - 11 -29; 修回日期 ：2018-12-21 * 基金项目：国家自然科学基金（51375056）;北京市教 育委员会科技计划项目（KM201711232001 ）作者简介:张 山山（1992—）,男，安徽阜阳人，北京 信息科技大学硕士研究生,研究方向为智能制造，（E-mail ） mzshs@ 126. com ;通 讯作者:韩秋 实（1956一），男，吉林省吉林市人，北京信息科技大学 教授, 博 士生导师,研究方向为智能化制造装备,（E - mail ）hanqs@ bistu. cn o