手持式小型超声振动切割机的机构设计毕业设计论文.docx
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手持式小型超声振动切割机的机构设计毕业设计论文
毕业设计(论文)任务书
诚毅学院机械工程及其自动化专业机械0791班学生:
学号
毕业设计(论文)题目:
手持式超声振动切割机的机构设计
一、毕业设计(论文)工作规定进行日期:
2011年1月16日起至2011年6月02日止
二、毕业设计(论文)进行地点:
诚毅学院毕业设计室
三、任务书的内容:
1、课题研究的目的、意义
目前,硬脆材料在工业中的应用相当普遍,但这类材料坚硬易碎,导致它们的孔加工是一大难题。
本课题要求学生以普通手持式切割机结构的基础,设计添加一超声振动系统,以实现超声振动切割加工,提高工件加工的质量和效率。
本课题可使学生了解超声技术的应用,掌握结构设计的程序、步骤和方法,培养学生解决问题的能力,激发学生的创新精神。
2、课题研究任务
(1)通过实地调研和查阅文献,了解超声波加工原理、特点和应用。
(2)复习机械设计的知识,确定钻孔机的传动结构设计。
(3)明确超声振动系统设计方法,确定设计方案。
(4)选择换能器和变幅杆,确定超声振动系统各参数。
(5)用PRO/E软件绘制小型超声钻孔机的3D整体装配图。
(6)用PRO/E导出CAD装配图及部分零件图,图纸总量折合A0图纸三张。
(7)整理和编写说明书。
3、工作程序
(1)资料收集;
(2)理论计算;
(3)结构设计;
(4)结构建模、完成图纸、计算说明书。
4、日程安排
1月20日——2月25日实习、调研、收集资料、翻译外文资料。
2月26日——3月15日撰写开题报告、工作计划并确定总体方案。
3月16日——4月15日进行并完成系统设计计算工作。
4月16日——5月04日绘制并完成总装配图。
5月05日——5月15日绘制并完成全部零件图。
5月16日——5月31日完成毕业论文撰写并进行修改和完善。
6月01日——6月02日整理修改图纸,打印并提交论文和图纸。
编写毕业设计(论文)答辩提纲,准备答辩
5、成果要求
毕业设计论文一篇(不少于一万字);
毕业设计图纸一套(折合A0图纸三张);
外文资料翻译一份(不少于5000英文单词)。
6、主要参考文献
[1]曹国凤主编.超声加工技术[M].北京:
化学工业出版社,2004.8
[2]林书玉著.超声换能器的原理和设计[M].北京:
科学出版社,2004
[3]蒲良贵,纪名刚主编.机械设计(第八版)[M].北京:
高等教育出版社,2006.5
[4]成大先主编.机械设计手册.单行本.机械传动[M].北京:
化学工业出版社,2004.1
[5]林清安著.Pro/ENGINEER野火3.0基础零件设计(上、下)[M].北京:
电子工业出版社,2007
[6]郭玲文主编.AutoCAD2006中文版基础教程[M].北京:
清华大学出版社,2006.1
[7]NAKAGAWA,T.,SUZUKI,K.,UEMATSU,T.ProceedingsofWinterAnnualMeetingofASME,Vol.17(1985-11),1
[8]NAKAGAWA,T.,SUZUKI,K.,UEMATSU,T.AnnalsofCIRPVol.35/1(1986-8),205
[9]SUZUKI,K.,UEMATSU,T,NAKAGAWA,T.AnnalsofCIRPVol.36/1(1987-8),115
指导教师签名:
年月日
教研室主任签名:
年月日
学生签名:
年月日
小型超声切割机的结构设计
[摘要]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快速。
再者,这种工艺不会在工件的表面产生热变形和化学的反应,同时作用在工件表面的浅的压应力能增加被加工部分的受力强度。
本论文利用超声加工适合加工各种脆性材料且切削应力、切削热很小的有点,在传统的切割机上嵌入一个超声振动系统,进行超声振动系统的结构设计,结合小型超声切割机的传动部分结构设计,设计小型超声切割机。
旋转超声加工的这个或者其他的优势,让这种加工方法在将来玻璃和陶瓷工业应用中持续增加欢迎度。
[关键词]超声加工;超声振动系统;换能器;变幅杆;切割机
Designofthesmallultrasoniccuttingmachine’sstructure
[Abstract]Inceramicapplications,USMprovidesanumberofadvantagescomparedtoconventionalmachiningtechniques.Bothconductiveandnonconductivematerialscanbemachined,andcomplexthree-dimensionalcontourscanbemachinedasquicklyassimpleshapes.Additionally,theprocessdoesnotproduceaheat-affectedzoneorcauseanychemical/electricalalterationsontheworkpiecesurface,andashallow,compressiveresidualstressgeneratedontheworkpiecesurfacecanincreasethehigh-cyclefatiguestrengthofthemachinedpart.
Thepurposeofthissubjectistothefragileissueofthetile,thinpartsinthetraditionalcuttingmachinetocut.Usingultrasonicmachingwhichsuitableforprocessingavarietyofbrittlematerialswithsmallcuttingstressandcuttingheat,embeddedinaconventionalcuttingmachineultrasonicvibrationsystem,conductasmallpartofultrasoniccuttingmachinetransmissionstructuredesign,makethestructuraldesignofthesystem.
WiththisandotheradvancesinRUM,itislikelythatthismachiningmethodwillcontinuetogainpopularityforglassandceramicapplicationsinthenearfuture.
[Keyword]:
UltrasonicMachining;Ultrasonicvibrationsystem;Transducer;Horn;
Cuttingmachine
1引言--------------------------------------------------------------1
1.1课题背景及选题意义--------------------------------------------1
1.2目前国内外超声加工的发展情况----------------------------------2
1.3超声加工的优点------------------------------------------------4
1.4本课题的主要研究工作------------------------------------------5
2小型超声切割机的整体设计方案--------------------------------------6
2.1小型超声切割机的整体设计方案的拟定----------------------------6
2.2传动系统结构的拟定--------------------------------------------6
2.3超声振动系统方案的拟定----------------------------------------8
2.3.1换能器的拟定----------------------------------------------8
2.3.2变幅杆的拟定---------------------------------------------10
2.4总体方案的确定-----------------------------------------------10
3超声振动系统的结构设计-------------------------------------------11
3.1超声振动系统--------------------------------------------------11
3.2换能器的设计-------------------------------------------------12
3.3变幅杆的设计-------------------------------------------------15
3.3.1变幅杆材料的选择-----------------------------------------16
3.3.2四分之一波长变幅杆的设计---------------------------------16
4部分零件的强度校核-----------------------------------------------20
4.1键的校核-----------------------------------------------------20
4.2轴的校核-----------------------------------------------------20
5小型超声切割机的整体装配-----------------------------------------22
5.1动力系统结构-------------------------------------------------22
5.2传动系统结构-------------------------------------------------24
5.3超声振动系统结构---------------------------------------------27
5.4小型超声切割机的整体装配-------------------------------------27
6结束语-----------------------------------------------------------29
7致谢-------------------------------------------------------------30
8参考文献
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- 关 键 词:
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