河南理工大学毕业设计（论文）
括写出设计说明书、实习报告、画出了用以表达我们的思想的CAD制图和手工图 ，并且完成了老师交给的另一项重要的任务—专业学术论文翻译。 至此，整个毕业设计已接近尾声，我们所忙碌的成果即将接受检验。同时我相信，付出的汗水会是会有相应的收获的。我真诚欢迎各位老师不吝赐教，让我们开共同郑重地见证本次毕业设计。
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第二章 超声加工技术及总体方案设计
超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。一般来说，正常人听觉的频率上限l6~20kHz之间，随年龄、健康状况等有所不同。值得注意的是，人们习惯上常把以工程应用为目的，而不是以听觉为目的的某些对听声的应用亦列入超声技术的研究范围。因此，在实际应用中，有些超声技术使用的频率可能在16kHz以下。而超声波频率的上限是10Hz，整个频率范围是相当宽广的。
超声波是声波的一部分，因此它遵循声波传播的基本规律。但超声波也有与可听声不同的一些突出特点。例如，超声波由于频率可以很高，因而传播的方向性较强，同时超声设备的几何尺寸可以较小；超声波传播过程中，介质质点振动的加速度非常大；在液体介质中，当超声波的强度达到一定值以后便产生空化现象，等等。正是这些特点，决定了超声波具有与可听声不同的、领域相当广阔的各种用途。
2．1超声加工技术发展概况
超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或于磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。超声加工系统由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成。超声波发生器的作用是将220v或380v的交流电转换成超声频电振荡信号；换能器的作用是将超声频电振荡信号转换为超声频机械振动；变幅杆的作用是将换能器的振动振幅放大；超声波的机械振动经变幅杆放大后传给工具，使工具以一定的能量与工件作用，进行加工。
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超声加工技术是超声学的一个重要分支。超声加工技术是伴随着超声学的发展而逐渐发展的。
早在1830年，为探讨人耳究竟能听到多高的频率，F．Savrt曾用一个多齿的齿轮，第一次人工产生了2.4×10Hz的超声波，1876年加尔顿(F.Galton)的气哨实验产生的超声波的频率达到了3×10kHz，后改用氢气时，其频率达到了8×10kHz。这些实验使人们开始对超声波的性质有了一定的认识。
对超声学的诞生起重大推进作用的是1912年豪华客轮泰坦尼克(Titanic)号在首航中碰撞冰山后沉没，这个当时震惊世界的悲剧促使科学家提出用声学方法来探测冰山。这些活动启发了第一次世界大战期间侦察德国潜艇的紧张研究。1916年以法国著名物理学家郎之万(P.Langcvin)为首的科学家开始研究产生和运用水下超声作为侦察手段，并在1918年发现压电效应可使石英板振动，制成了可用作超声源的石英压电振荡器。这就是现代声学的开端。
1927年，美国物理学家伍德(R.W.Wood)和卢米斯(A.E.Loomis)最早做了超声加工试验，利用强烈的超声振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔，但当时并未应用在工业上。1951年，美国的科思制成第一台实用的超声加工机，并引起广泛关注，为超声加工技术的发展奠定了基础。
日本是较早研究超声加工技术的国家，20世纪50年代，日本已经设立专门的振动切削研究所，许多大学和科研机构也都设有这个研究课题。日本研究超声加工的主要代表人物有两位：一位是中央大学的岛川正高教授，《超音波工学——形论和实际》是他的代表作；另一位是宇都宫大学的隈部淳一郎教授，《精密加工、振功切削基础和应用》是他的代表作。日本研究人员不但把超声加工用在普通设备上，而且在精密机床、数控机床中也引入了超声动系统。1977年日本将超声振动切削与磨削用于生产，可对大型船用柴油机缸套进行镗孔。 原苏联的超声加工研究也比较早，20世纪50年代末60年代初已经发表过很有价值的论文。在超声车削、钻孔、磨削、光整加工、复合加工等方面均有
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生产应用，并取得了良好的经济效果。为了推动超声加工的应用，1973年原苏联召开了一次全国性的讨论会，充分肯定了超声加工的经济效果和实用价值，对这项新技术在全国的推广应用起到了积极的作用。到80年代末期，当时苏联已经生产系列超声振动钻削装置。
20世纪70年代中期，美国在超声钻中心孔、光整加工、磨削、拉管和焊接等方面已处于生产应用阶段，超声车削、钻孔、镗孔已经处于试验性生产设备原型阶段。1979年通用超声振动切削系统已供应工业界应用。
德国和英国也对超声加工的机理和工业应用进行了大量的研究，并发表了许多有价值的论文，在生产中也得到了积极的应用。例如，英国于1964年提出使用烧结或电镀金刚石工具的超声旋转加工的方法，克服了一般超声加工深孔时加工速度低和精度差的缺点，取得了较好的效果。
我国超声加工技术的研究始于20世纪50年代末，60年代末开始了超声振动车削的研究，1973年上海超声波电子仪器厂研制成功CNM-2型超声研磨机。1982年，上海钢管厂、中国科学院声学研究所及上海超声波仪器厂研制成功超声拉管设备，为我国超声加工在金属塑性加工中的应用填补了空白。1983年10月，机械电子工业部科技司委托《机械工艺师》杂志编辑部在西安召开了我国第一次“振动切削专题讨论会”，会议充分肯定了振动切削在金属切削中的重要作用，交流了研究和应用成果，促进了这项新技术在我国的深入研究和推广应用。1985年，广西大学、南京电影机械厂和南京刀具厂联合开发了我国第一套“CZQ—250A型”超声振动切削系统。同年，机械电子工业部第11研究所研制成功超声旋转加工机，在玻璃、陶瓷、YAG激光晶体等硬脆材料的钻孔、套料、端铣、内外圆磨削及螺纹加工中，取得了良好的工艺效果。1987年，北京市电加工研究所在国际上首次提出了超声频调制电火花与超声波复合的研磨、抛光加工技术，并成功应用于聚晶金刚石拉丝模的研磨和抛光。1989年，我国研制成功超声珩磨装置。1991年研制成功变截面细长杆超声车削装置。
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