1、“.....优化电加工参数,可以加工出形状更多,尺寸更小,精度要求更高的微凸起工具电极。讨论了变幅杆的设计方法及制作要求。第四章微凹坑超声复合加工试验微凸起工具电极制作完成后,利用设计构造的微细超声复合加工试验系统,优化试验参数,在多种材料表面进行微凹坑结构超声复合加工对比试验,对加工所得的具有微凹坑结构表面进行初步试验,为后续研究建立基础条件。.试验参数选择影响微细超声复合加工速度和加工质量的主要因素有试验件材料超声磨料的种类和粒度悬浮液的浓度工作液供给及循环方式工具电极超声振动幅值超声共振点的保持情况工具和工件之间的静压力等。试验件材料本文试验材料有硬质合金,不锈钢单晶硅片压电陶瓷玻璃钢等,均是近年来在微机械领域常使用的材料,在微机械关键部件中起着非常重要的作用。在多种材料表面进行微凹坑试验,对加工这种特殊结构乃至拓宽微细加工技术应用都具有重要意义。以下介绍试验中的几种主要材料......”。
2、“.....硬质合金中的碳化物具有硬度高熔点高化学稳定性和热稳定性好等特点。硬质合金的强度与粘结剂的含量有关,粘结剂含量越高,合金强度就越高。硬质合金的硬度可达,耐热温度达,是用以切削硬质材料的首选刀具材料,具有很高的硬度和韧性,很难利用普通机械切削方式加工。硬质合金的种类很多,课题试验选用硬质合金和硬质合金作为本文微细超声复合加工的主要试验对象。属于类硬质合金,具有硬韧的特性属于类硬质合金,具有较高硬度,同时脆性也较大。截面形状的阵列微凸起工具电极。图.图.图.分别为阵列圆形正方形菱形微凸起工具电极设计图。图.阵列圆形微凸起工具电极设计图.阵列正方形微凸起工具电极设计图.阵列菱形微凸起工具电极设计.微凸起工具电极材料选择微凹坑超声复合加工试验中存在超声振动,由于超声磨粒撞击作用,工具在纵向和横向都会产生磨损,端面纵向的磨损是主要的......”。
3、“.....工具的磨损不仅直接影响加工速度和工件成形加工精度,而且会破坏振动系统的共振条件,降低加工效率。工具磨损量的大小,主要取决于工具材料结构和工件材料。当加工脆性材料时,工具头材料可选择相对损耗比较低的硬质合金及淬火钢,但其加工制备困难,多用调质钢或碳素工具钢作为替代材料,因为这些材料具有抗疲劳强度高比较耐磨损加工容易的特点。如果要求加工精度较高时,采用硬质合金或淬火钢较好,必要时可采用金刚石镀覆工具。本试验中微凸起工具电极单体细长,需要有足够的强度良好的刚度及耐磨性,微细电加工时还须具备良好的导电性。综合材料特性及工具工作要求,选用调质钢及轴承钢作为工具电极材料。.微凸起工具电极制作随着以微机械为代表的工业制品的日益小型化及微细化,微细工具的制作已成为世界各国制造业的个重要研究课题......”。
4、“.....如采用专用电火花反拷模具,在精密电火花成形机上用平动法火花放电可制作多种规格微细结构的电极采用微细钼丝,在精密电火花线切割机上制作非旋转体类的立体微结构采用掩模曝光快速成形工艺制作端面形状更复杂的立体结构微细电极。但这些单加工方法都受自身工艺的限制,对很多结构无能为力。随着现代特种加工技术的微细化高精度发展,组合微细电加工方法已成为微细工图.加工示意图加工特点微细电解加工是从电化学基础上发展而来的,与其它加工方法比较,具有以下优点加工范围广,不受所加工金属材料本身硬度和强度的限制,可以加工普通切削加工方法难以加工的金属材料,例如,硬质合金淬火钢不锈钢耐热合金等高硬度高强度及韧性金属材料,并可加工叶片锻模等多种外形和内腔比较复杂的零件。电解加工的生产效率较高,约为电火花成形加工的倍,在种情况下,甚至比切削加工的效率还要高......”。
5、“.....左右的平均加工精度。由于加工过程中不存在宏观机械切削力,所以不会产生机械切削加工所导致的残余应力和变形,不会产生飞边和毛刺。由于电解加工阴极在理论上不会损耗,可以长期使用。但微细电解加工也有其局限性电解产物需要进行妥善处理,否则将污染环境。微细电极工具的设计和修正比较麻烦,难以适用于单件生产。加工稳定性不易控制。由于影响电解加工间隙电场和流场稳定性的参数很多,控制比较困难,加工时杂散腐蚀也比较严重。在生产中,微细电解加工易与机械加工及其他特种加工方法相结合形成复合加工以提高加工效率,如电解磨削电解抛光超声电解加工等。.本章小结本章主要介绍了微细超声加工和微细电解加工的基本原理加工特点。探讨超声电解加工可行性与技术优势,为试验系统构建建立了基础。第三章微凹坑加工工具微凸起电极的设计制作微凸起结构和微凹坑结构是两种相对应的几何形状,因此,只要制备出凸形的工具电极......”。
6、“.....表面微凹坑试验中材料去除量微小,加工精度和表面质量都要求很高,微凸起工具电极的设计制作与安装精度对加工效率加工精度及表面质量的影响很大虽然每次打击下来的材料很少,但每秒打击的次数高达次与超声频率有关以上,所以仍有定的加工速度。图.超声加工原理图工具工件磨料悬浮液,变幅杆换能器超声波发生器与此同时,工作液受工具端面超声振动作用而产生的高频交变的液压正负冲击波和“空化”作用,迫使工作液进入被加工材料的微细缝隙处,从而更加剧了机械破坏作用。所谓“空化”作用,是指当工具端面以很大的加速度离开工件表面时,加工间隙内形成较大的负压和局部真空,使得工作液内瞬间形成很多微空腔,当工具端面以很大的加速度接近工件表面时,空泡又重新闭合,又引起较强的液压冲击波,上述作用迅速反复地施加在工具与工件之间微小间隙内的工作液里,可以大大强化加工过程。此外......”。
7、“.....带动磨料运动,使部分变钝了的磨粒及时得到更新。磨料悬浮液通过不断更新,带走被粉碎下来的材料微粒。随着加工工具逐渐伸入到被加工材料中,加工工具的形状便复现在工件上了。由此可见,超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果,其中,磨粒的机械撞击作用是占主导地位的。由于超声加工基于局部撞击作用,所以当受到撞击作用时,越是硬脆的材料,其受破坏的程度越大,越容易进行超声加工。相反,脆性和硬度不大的韧性材料,由于它对撞击能量的吸收缓冲作用而难以实施超声加工,或者说加工效果很不理想。所以,这性质常利用在工具材料选择上,要求它既能撞击磨粒,又不至于使自身受到很大的破坏,般选择塑性较好的材料,通常采用钢或弹簧钢等材料作为工具材料较合适。加工特点超声加工的主要特点有不受材料是否导电的限制工具对工件的宏观作用力小热影响小......”。
8、“.....材料越硬或强度韧性越大则越难加工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。理论分析表明,在钢材表面加工出按定规律分布的具有定深度光滑过渡的球形椭球形凹坑或圆锥形凹坑,有利于钢板在冲压过程形成良好的动压润滑,将有利于形成流体动压润滑效应,从而改善模具与钢板之间的摩擦状况。因此,现代汽车工业中,人们开始尝试在汽缸壁滑动轴承表面形成人造的斑块或凹坑,用以提高润滑或密封效果。阵列微坑结构已经批量应用于汽车工业中,具有微坑结构的气缸套具有节能节油减少环境污染高耐磨性可避免干摩擦和拉缸现象发生等优点,对发动机节能长寿命和轻型化发展具有重大意义和广泛的应用价值。研究人员还根据国内外的最新研究进展和研究成果,将储油结构分为网状裂纹型网状交叉型独立微坑型等结构。......”。
9、“.....其中包括微细超声复合加工系统的改造和完善,微凹坑的设计,微凸起工具电极的设计和制作,微细超声复合加工微凹坑对比试验,加工工艺规律分析。针对试验中采用的微细超声加工以及微细超声电解复合加工两种加工方法,设计合适的加工系统,并对微细超声复合加工的加工装置进行构建与完善由流体润滑理论,设计了圆形截面微凹坑,在此基础上将截面形状拓展为正方形菱形,成阵列分布时,微凹坑尺寸与间距应成定比例根据微凹坑形状,对微凹坑加工的微细工具微凸起进行外形设计,选择单体截面为圆形正方形三角形的微细轴并将其推广为阵列圆形正方形菱形微凸起作为微细工具电极的典型代表,利用现有的精密慢走丝线切割机床精密电火花成型机进行工艺组合加工各种微凸起工具电极确定试验方案,在多种材料表面选用不同加工参数进行微凹坑单超声与超声复合加工对比实验......”。
超声换能器原理图.dwg
(CAD图纸)
超声加工原理图.dwg
(CAD图纸)
封面.doc
工具头.dwg
(CAD图纸)
工具头菱形电极.dwg
(CAD图纸)
工具头圆形电极.dwg
(CAD图纸)
工具头正方形电极.dwg
(CAD图纸)
目录.doc
任务书.doc
实习报告.doc
微凹坑超声加工设计及试验设计开题报告.doc
微凹坑超声加工设计及试验设计论文.doc
指数型变幅杆.dwg
(CAD图纸)
装配图.dwg
(CAD图纸)
锥形变幅杆.dwg
(CAD图纸)