超声磨削加工机床设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的进步，金属间化合物、工程陶瓷、石英、光学玻璃等硬脆性材料以及各种增韧、增强的新型复合材料应其高硬度、耐磨损、耐高温、化学稳定性好、耐腐蚀等优点在航空航天、国防科技、生物工程、计算机工程等尖端领域中的应用日益广泛；但是由于这些材料的脆硬特性，传统的加工方法已不能满足对这些材料零件的精密加工要求，因此，有关其精密超精密磨削加工技术变成为世界各国的研究热点。超声磨削加工便是顺应这一需要而发展起来的技术之一。本课题设计一种超声磨削加工机床，主要包括机床主体结构，超声振动系统结构，还有其他一些关键零部件等。

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。

本课题主要考虑超声波发生器选用、超声振动系统结构设计、工具磨头设计、机床主体结构设计，以及其他一些关键零部件结构的设计。

2. 研究内容和预期目标

1. 超声波发生器的选用，拟选用自动跟踪式超声波发生器。

2. 超声振动系统结构设计，拟采用pzt-8收发型陶瓷片，谐振频率为20-28khz。

3. 工具磨头设计，主要考虑工磨具头的材料、形状以及固有频率。

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   3. 研究的方法与步骤

   1. 查阅资料，选用合适功率以及频率的自动跟踪式超声波发生器。

   2. 选用合适的压电陶瓷片，并以压电陶瓷片的内径、外径以及厚度为基础设计出超声换能器的前盖板和后盖板，保证谐振频率与压电陶瓷片频率一致。

   3. 设计变幅杆，保证固有频率与超声换能器谐振频率一致，并将变幅杆与超声换能器组装起来，进行模态分析，计算其谐振频率。

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      4. 参考文献

      1、刘殿通. 超声磨削加工机床及其电源的研制[d]. 天津大学, 2001.

      2、 肖永军, 杨卫平, 李尧忠,等. 旋转超声磨削装置的研制[j]. 制造技术与机床, 2007(6):70-72.

      3、王怀斌. 旋转超声磨削加工工艺及装置的研究[d]. 天津大学, 2010.

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      5. 计划与进度安排

      2022-3-05～2022-3-15查阅资料，翻译外文资料。

      2022-3-16～2022-3-25撰写开题报告，完成开题工作。

      2022-3-26～2022-5-20总体设计，部件设计，绘图。

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