1. 研究目的与意义
几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工的硬脆材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。
当前超声硬脆加工系统属于复合加工范畴，大都是使得工具以很小的力轻轻作用在工件上，由换能器产生超声频的纵向振动，并借助于变幅杆将振幅放大，驱动工具端面作超声振动,迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击、拋磨被加工表面。且国内机械加工生产行业对于超声加工技术的应用还不成熟，处于不断发展阶段。对此本次课题欲设计一款加工中心，使得其超声振动装置与工作台相结合，在加工中使工件实现Z向超声振动，当主轴刀具与工件接触后，实现对于工件的超声振动加工，使得加工更为方便。
2. 研究内容和预期目标
设计一种工作台进行超声振动的超声振动小型加工中心，该超声振动小型加工中心用来加工玻璃、陶瓷、硬质合金等脆性材料，其主要结构包括二维运动平台、Z轴上下移动装置、小型超声振动工作台、刀库等。小型超声振动工作台安装于二维运动平台上，工件设置在小型超声振动工作台上，二维运动平台可以实现工件的二维平面运动，小型超声振动工作台可以实现工件的Z向超声振动，当主轴上的刀具与小型超声振动工作台上得到工件接触后，可以实现对工件的超声振动加工。
需要对超声振动小型加工中心的二维运动平台、Z轴上下移动装置、小型超声振动工作台、刀库等进行机械结构设计，并进行整机模拟装配。二维运动平台行程400*600mm，刀库放置刀具把数为8把，超声振动系统频率20kHz，功率100-300W，振幅1-20微米可调。使得设备具有设备简单、成本低、效果好等特点。
3. 研究的方法与步骤
本课题拟采用先进行模拟分析后进行实验的方法进行研究，主要采用有限元分析如见ansys以及三维建模软件solidworks作为辅助软件，研究步骤如下：
1、进行超声振动工作台的结构设计，包括换能器和固定装置的设计及装配方式，使得超声振动工作台能够加工玻璃、陶瓷、硬质合金等硬脆材料。
2、模拟附带小型超声振动装置的工作台在负载硬脆材料下状态的工作状态以及能量分布情况。
4. 参考文献
[1]孙恒, 陈作模.机械原理(第7版), 2006, (05)
[2]濮良贵.机械设计(第九版), 2013, (05)
[3]成大先.机械设计手册(第5版), 2014,(05)
5. 计划与进度安排
1．2022-2-20～2021-2-26查阅资料，了解工作台超声振动小型加工中心的国内外研究现状和发展前景，了解超声换能器的设计方法。撰写开题报告和翻译外文资料；
2．2022-2-27～2021-3-6查阅相关资料，确定工作台超声振动小型加工中心的总体结构设计，制定方案；
3．2022-3-7～2021-3-13小型超声振动压电超声换能器规格设计、工作台的结构设计，制定说明书框架结构；
