设计简介
精密超声铣床的设计——液压系统和超声部分设计
摘 要
当今各种先进材料在航空航天、化工、军事、机械、电子电器以及精密制造领域得到了日益广泛的应用。但是,对于这些材料,如具有高强度、高硬度、高脆性的先进陶瓷材料,利用传统的机械加工方式进行加工,加工困难且无法满足对加工的要求。超声加工技术是一种将超声振动运用于精密或超精密加工的技术，特别是在超硬材料、复合材料的难加工方面显示出优越性，具有低切削力、低切削温度、低的表面粗糙度，被加工零件有良好的耐磨性、耐腐蚀性。因此精密超声铣床将会制造出质量更加优异的产品。
本文设计分析了超声精密铣床的发展现状和研究超声精密铣床的意义及超声精密铣床机构尺寸对铣床性能的影响。设计内容主要包括了总体方案及超声主轴箱设计，进给箱设计，液压系统和超声部分设计。
关键词：精密铣床 超声装置
Abstract
Today's various advanced materials in the aerospace industry, chemical industry, military, mechanical, electronic electric appliance and precision manufacturing areas to be more widely used. But, for these materials, such as high strength, high hardness and high brittle advanced ceramic materials, using the traditional mechanical processing way, processing difficult and can meet the requirements of processing. Ultrasonic machining technology is a kind of ultrasonic vibration used in precision or ultra-precision processing technology, especially in superhard materials, composite materials processing hard showed superiority, with low cutting force, low temperature and low cutting the surface roughness, be processing components have good wear resistance and corrosion resistance. So precision ultrasound milling machine will create quality more excellent products.
This paper analyzes the design of ultrasonic precision milling machine development present situation and research the significance and the ultrasonic precision milling machine ultrasonic precision milling machine dimensions of the institutions influence on the performance of the milling machine. Design content mainly includes the overall scheme and the ultrasonic spindle box design, the box design, hydraulic system and ultrasonic part of the design.
Key words: precision milling machine Ultrasound device
摘 要
当今各种先进材料在航空航天、化工、军事、机械、电子电器以及精密制造领域得到了日益广泛的应用。但是,对于这些材料,如具有高强度、高硬度、高脆性的先进陶瓷材料,利用传统的机械加工方式进行加工,加工困难且无法满足对加工的要求。超声加工技术是一种将超声振动运用于精密或超精密加工的技术，特别是在超硬材料、复合材料的难加工方面显示出优越性，具有低切削力、低切削温度、低的表面粗糙度，被加工零件有良好的耐磨性、耐腐蚀性。因此精密超声铣床将会制造出质量更加优异的产品。
本文设计分析了超声精密铣床的发展现状和研究超声精密铣床的意义及超声精密铣床机构尺寸对铣床性能的影响。设计内容主要包括了总体方案及超声主轴箱设计，进给箱设计，液压系统和超声部分设计。
关键词：精密铣床 超声装置
Abstract
Today's various advanced materials in the aerospace industry, chemical industry, military, mechanical, electronic electric appliance and precision manufacturing areas to be more widely used. But, for these materials, such as high strength, high hardness and high brittle advanced ceramic materials, using the traditional mechanical processing way, processing difficult and can meet the requirements of processing. Ultrasonic machining technology is a kind of ultrasonic vibration used in precision or ultra-precision processing technology, especially in superhard materials, composite materials processing hard showed superiority, with low cutting force, low temperature and low cutting the surface roughness, be processing components have good wear resistance and corrosion resistance. So precision ultrasound milling machine will create quality more excellent products.
This paper analyzes the design of ultrasonic precision milling machine development present situation and research the significance and the ultrasonic precision milling machine ultrasonic precision milling machine dimensions of the institutions influence on the performance of the milling machine. Design content mainly includes the overall scheme and the ultrasonic spindle box design, the box design, hydraulic system and ultrasonic part of the design.
Key words: precision milling machine Ultrasound device
目 录
1 绪论 1
1.1 机床制造业的发展 1
1.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位 1
1.1.2 世界机床业的发展态势 1
2 精密超声铣床的简介 4
2.1 超声波加工的原理 4
2.2 超声波加工的特点 5
2.3 超声波加工的工艺规律 6
2.3.1 加工速度及其影响因素 6
2.3.2 工具振幅和频率的影响 7
2.3.3 进给压力的影响 7
2.3.4 磨料种类和粒度的影响 7
2.3.5 被加工材料的影响 7
2.3.6 磨料悬浮液浓度的影响 7
2.3.7 加工精度及其影响因素 8
2.3.8 表面质量的影响 8
2.4 超声波加工的应用 8
3 超声铣削装置方案拟定 11
4 超声装置的设计 16
4.1 超声加工装置关键部件选择 16
4.1.1 超声波发生器 16
4.1.2 超声换能器 18
4.1.3 超声变幅杆 20
4.2 声学振动系统的设计要素 21
4.3 超声变幅杆的设计 22
4.3.1 变幅杆的计算要素 22
4.3.2 变幅杆的振动形式及特点 24
4.3.3 变幅杆类型的分析比较选择 25
4.3.4 变幅杆材料的选择 28
4.3.5 变幅杆的设计与解析计算 29
4.4 变幅杆与换能器的连结 36
4.5 变幅杆的固定 37
4.6 振动系统的冷却 37
5 液压缓冲装置方案论证 38
6 液压系统设计 40
6.1 已知条件 40
6.2 工况分析 40
6.3 拟定液压系统原理图 42
6.3.1 确定供油方式 42
6.3.2 调试方式的选择 42
6.3.3 速度换接方式的选择 42
6.3.4 夹紧回路的选择 43
6.4 液压系统的计算和选择液压元件 44
6.4.1 液压缸的主要尺寸的确定 44
6.4.2 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 45
6.4.3 液压阀的选择 48
6.4.4 确定管道尺寸 49
6.4.5 液压油箱容积的确定 50
6.5 液压系统的验算 50
6.5.1 压力损失的验算 51
6.5.2 系统温升的验算 54
结束语 56
致 谢 57
参考文献 58
1 绪论 1
1.1 机床制造业的发展 1
1.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位 1
1.1.2 世界机床业的发展态势 1
2 精密超声铣床的简介 4
2.1 超声波加工的原理 4
2.2 超声波加工的特点 5
2.3 超声波加工的工艺规律 6
2.3.1 加工速度及其影响因素 6
2.3.2 工具振幅和频率的影响 7
2.3.3 进给压力的影响 7
2.3.4 磨料种类和粒度的影响 7
2.3.5 被加工材料的影响 7
2.3.6 磨料悬浮液浓度的影响 7
2.3.7 加工精度及其影响因素 8
2.3.8 表面质量的影响 8
2.4 超声波加工的应用 8
3 超声铣削装置方案拟定 11
4 超声装置的设计 16
4.1 超声加工装置关键部件选择 16
4.1.1 超声波发生器 16
4.1.2 超声换能器 18
4.1.3 超声变幅杆 20
4.2 声学振动系统的设计要素 21
4.3 超声变幅杆的设计 22
4.3.1 变幅杆的计算要素 22
4.3.2 变幅杆的振动形式及特点 24
4.3.3 变幅杆类型的分析比较选择 25
4.3.4 变幅杆材料的选择 28
4.3.5 变幅杆的设计与解析计算 29
4.4 变幅杆与换能器的连结 36
4.5 变幅杆的固定 37
4.6 振动系统的冷却 37
5 液压缓冲装置方案论证 38
6 液压系统设计 40
6.1 已知条件 40
6.2 工况分析 40
6.3 拟定液压系统原理图 42
6.3.1 确定供油方式 42
6.3.2 调试方式的选择 42
6.3.3 速度换接方式的选择 42
6.3.4 夹紧回路的选择 43
6.4 液压系统的计算和选择液压元件 44
6.4.1 液压缸的主要尺寸的确定 44
6.4.2 确定液压泵的流量、压力和选择泵的规格 45
6.4.3 液压阀的选择 48
6.4.4 确定管道尺寸 49
6.4.5 液压油箱容积的确定 50
6.5 液压系统的验算 50
6.5.1 压力损失的验算 51
6.5.2 系统温升的验算 54
结束语 56
致 谢 57
参考文献 58
