【JX014】超声旋风铣削设计[KT+FY]【4A0】
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【JX014】超声旋风铣削设计[KT+FY]【4A0】,jx014,超声,旋风,铣削,设计,kt,fy,a0
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of 97 (2008) 200205of on 007 007on mm in of a 20of in of 2007 as of to in 350is to in ), at a to to et 2003). of is in a of R. to be in of of a at et 1999). is or in et 2003). of of 2007 of in , 47004,4 006in of of of 97 (2008) 200205 201of to of 1985). to on by is is 1986; et 1988; 1988) 0et 2003; et 1999;1997; 1990), (et 1998; 2002; 2003; 1987; 1981;1965). In is at of 0Kc/s of An 1987). of as to at 5 ( An a in 3 of in to 4)in In a of is or is 2002). is to of by 2002). of to 2003). It is by of 2002; 2007a). of of of in to to . 2 of a or It 50W 00W) 50W of (2003)1 of t=in to w=in to 2 of 000to of (20 C, H, N, O, 94, H, N, O, V, 00W at 300W 50W), of 97 (2008) 2002053 of S 20 in as by of 0% 00W) 150W of of is is S mm 5 WR W/P S)6 WR W/P S)SM in 50W, 300W, 50W (30%, 60% 0%00W). In S 4C 5 RR WR S at S at of 4 of 2007a,b)4C iC RR 6). i of 4C RR WR 7 )SS at of 4C iC RR WR 9 0)of 97 (2008) 200205 2037 WR W/P i)of ,10 WR W/WR S RR in of RR in is of of of in in be of of of RR 8 WR W/P i)9 WR W/P is WR RR in as to S RR WR S (6). be of S 00W 4C of 97 (2008) 20020511 of 100. it as of as 4C 00W RR WR in is 4C iC 4C as be of on of 11 of an a a 2006, 2007b; et 2006)be . is It is if is it it is of of of WR RR be by at S 2007b)No to of 4. on an F., 1987. 67 H., J., in i6V. 73 1997. a J. 68,262R., 1990. 0p. M., 1981. 3rd 27000 W 002. P., of a 1 (1), 94J., S., 2003. of in of 5). of 75 of of on of of 25, 560D., J., 1988. 830, 632 1988. of 6, 1045 1965. J. 7, 39R., 2002. in of p. R., 2006. of a J. 173 (2),125R., 2007a. of J. 183 (2/3), 363R., 2007b. of () ( 221of 97 (2008) 200205 2051985. 3. 1998. J. 38 (4),239 K., S., 2003. of on of of 4247. 钛在泥浆和超声波钻探加工中的比较 R. a 机械与生产工程系， 41006，印度 2机械工程系，旁遮普大学，帕 舍 拉 147004，印度 摘要 本文首先回顾了钛及其合金在 3 种不同的泥浆（即：碳化硅，碳化硼和氧化铝）和超声钻削中相同的机械加工背景下的加工。其后的实验研究提出了利用超声波钻对钛（ 钛合金（ 国 工 5径孔的生产。这意味着具有 3 种不锈钢、钛和高速钢的 固体工具的 20 千赫压电式换能器的使用，将作业于碳化硅，碳化硼和氧化铝浆。该给出的数据包括对材料去除率和刀具磨损率的主要作用影响情况。结果表明，硼碳化物浆和不锈钢工具对材料去除率是最佳的工具。在超声波加工中工件的相对硬度也影响了材料的去除速率。 关键词：泥浆 钛合金 超声波钻 电式换能器 去除速率 1。介绍 钛合金通常被视为当中最困难加工的工件材料，尽管硬度较低（如钛 6 / 4 350 高压退火）。这是因为他们的导热系数低，热可以集中在切削区（钛 6 / 4热有热电导率对 05 不 锈钢 11W/高化学反应在温度升高的趋势下形成局部剪切带。钛及其合金作为难加工材料的标志（维尔马等。， 2003）。不幸的是，钛的加工是普遍比较困难，因而即使只有少量材料可能会被去除。对于机械加工来说生产成本也是一个重要的比例参数。钛及其合金非常流行，广泛应用于航空航天，海洋天然气涡轮发动机和医疗。钛合金导热性差延缓了散热，在工件内表面产生一个非常高的温度严重影响了工具寿命（ 1999）。钛工具在温度升高的化学反应和工具材料，或是迅速溶解或化学反应过程中而造成破碎和失效（维尔马等。 ， 2003）。这些特征组合是低弹性模量钛，它允许工件更大的变形，并再次增加了加工这些合金的复杂性（中小企业， 1985年）。 传统加工过程从而无法提供对钛合金良好的加工特性。商业这些合金加工是利用放电加工，这给好材料去除率、准确性和表面光洁度，但是是有一些问题的领域。另一种非常规加工过程是超声波钻探，现在广泛使用于两种导电和非金属材料。最好是低延展性（科瓦尔雷默等 1988;莫尔兰， 1988年）和硬度上述 40尔马等。， 2003; 1999;1997年 ;吉尔摩， 1990年），例如：无机玻璃，氮化硅等（ 1998; 2002年 ;康巴和辛格 2003年本笃加里， 1987年 ; 981 年 ;彭特兰和 1965）。在这个过程中工具用坚韧的材料制成，在该命令的频率振荡 0 s 的幅度约可达 种磨料填补冲洗液通过主机和工件之间的差距。 这种材料的去除机理涉及到侵蚀和研磨（本笃加里， 1987年）。固定超声波钻孔的原则如图 1，微小 的磨料切下小薄片和研磨的面对应。 料不压缩，扭曲或加热，因为磨削力很少超过 2 磅（ ， 2002年）。对于加工联系中没有未有任何工具，冷浆的存在使这是一个寒冷的切割过程。 加工所用的工具经过银钎焊工艺处理过。（辛格， 2002年）。给予该工具的振动的振幅也影响切削率（康巴和辛格 2003年）。人们已经发现，该材料去除率受振荡幅度，磨料大小的影响（辛格， 2002 年 ;辛格和康巴， 2007 年）。有大量超声波钻孔的应用，包括从在氧化铝基板制造小孔，以雕刻玻璃器皿，通过激光板钻大孔（ 2002 年）。图 2显示了超声钻削应用于一个超磁致伸缩换能器或压电与钎焊和螺纹工具的三维视图。据观察实验发现，用氧化铝作为浆料， 为工程材料，材料去除速率先减小，在增加额定功率（从 15000W），超声波打孔机（超声波电机）的增幅从以约 300W 增至 450W。（辛格和康巴， 2003年） 图。 1 - 超声波钻孔示意图， 吨 =渗透到工具， 瓦特 =渗透到工件 图 2 三维超声波电机图案 在目前的实验装置中，振幅的典型值和振动频率的使用是 米和 20千赫 200 赫兹。这一实验曾进行研究，其目的是了解材料去除率和刀具磨损率。比较 不同的组合，不同的韧性）钻孔超声， 3 种不同类型的泥浆，即碳化硅（ 硼碳化物（碳化硼）和氧化铝（ 每 320粒度）。极限拉伸强度为 491学分析中： C， ;小时， 氮， ;澳， ;， ;钛平衡）和极限拉伸强度为 994学分析： ， ;， ， 澳， 铝， ;五， ;铁， 钛，平衡）。 在执行 500W 的声波加工，超声钻探机在三个不同的额定功率（即在 150 瓦， 300 瓦和450瓦），的试点上的做基础实验。三种常规刀具材料，即不锈钢（ 钛（ 高速钢（ 用作钛工具组合，以找出材料移除率和刀具磨损率，在修复泥浆浓度和温度。浆料浓度定为 15。 为 浆料温度（室温）。图 3显示工件尺寸，该工具被认为决定维持经济加工操作的空形状极限。 2实验 实验已经进行了 6次调 校，以确定影响 图 3 工件的详细图纸。 关于 5%,使用粒度为 320的氧化铝泥浆的情况。该实验开始时设置机械应力率的评分为超声波打孔机的（ 30为 500W） 150W。然后，允许机器钻具有常不断泥浆流速和泥浆温度的固定深度为 1受关注的深度利用千分表观察。相应地，采取超声波电 机钻探所需时间用秒表测 量。加工完成后，为寻找不同重量的损失， 工件和刀具体重被测量。 相应的材料去除率和刀具磨损率在功率为 150W， 30050W（ 500瓦的 30， 60和 90）时进行了计算。在第一个设备的两个实验，设置使用碳化硼浆料，碳化硅泥浆具工件。图 5 显示降低死亡率和 推理 不同机器使用功率等级。第二个设备包括 图 4 几何工具的详细图纸（辛格 2007 年） 图 5 材料去除率和 推理 W / S）的。 图 6 材料去除率和推理 W / S）的。 图 7 材料去除率和推力 W / 3。结果和讨论 在六个不同的设备进行重复数量的实验调校，比较结果已经绘制。从图 5可以观察整体重量比整体较低，。然而第一组的三个实验材料去除率的趋势相似。随着机器额定功率的增加，由于较高 的功率值磨料产生更多势头，随着机器相当高的功率值的增加，材料去除率的增加是相当明显的。因此，更多工件的侵蚀，但在某些情况下，随着额定功率的增加，材料去除率的增加，这可能是因为降低了工作件的应变硬化。随着 具的磨损率也在提高。 图 8 材料去除率和推力 W / 图 9 材料去除率和推力 W / 图 10 材料去除率和 推力 用额定功率（ W/和工具）。 但是有时推力 面的增加或降低，额定功率是很明显的。这种现象的原因还有工具表面的应变硬化。浆料类型的选择对 这种情况下作为不重要的因素。然而，获得更好的工具性能与氧化铝浆料才是重要的。 至于对 料去除率和推力 锈钢工具以前的情况是不同的。（指图 6）。这变化的原因可能是工件 /刀具材料在特定的超声功率基于其材料 /化学成分特征的应变硬化。 锈钢工具的加工的最好的参数在碳化硼浆料 300 图 11机加工，展示了传统的机械加工和表面显微照片对比超声加工 ;倍率： 100。超声波 加工表面（镭 常规机加工表面（镭 在接下来设备，当钛的工具的设置使用，而已被发现。 料去除率表明泥浆类型的影响是微不足道的，其中作为 好的设置已达到对于 00 与 第五和第六设置突出了高速钢工具 对于 件的加工。这一趋势得到，材料去除率和推 力 泥浆的调校，几乎是相似的，但碳化硅一些变化已经观察到。碳化硼浆料全部证明了是最好的选择。这可能是因为基于相对硬度的工具和工件更好的特定加工条件。 图 11 显示了一个表面超声加工钛样品展现了当和一传统加工的面比较时，非定向的表面纹理。由超声波产生加工，这些细化晶粒结构可以拥有更好地强度和机械性能。（辛格和康巴， 2006年， 2007 年 2006年）。 4。结论 从实验中可以得出以下结论： 1。钛是利用超声波钻探可一很好加工。如果工件高韧性值的工件是加工， 并非总是必要的， 反，它是相对工具和工件混合材料的组合影响。通过使用特定的工具可以达到较低的推力 特定工件的额定功率值和控制实验条件如泥浆类型的条件下。 2。使用不锈钢工具和碳化硼泥浆已经获得最好的结果。在这些实验中获得的这些结果表明在不同情况下具有密切的关系。（辛格，康巴， 2007年 b）。 3。不锈钢，钛和高速钢工具没有遇到重大疲劳的问题，任和碎片或折断通常是由于刀具 /孔在制造过程中错位造成的。 4。验证实验显示，在一般情况下，在材料去除率方面对于所选定工件 （ 有 改善。 引用 本 笃 加 里， 1987。非传统制造工艺。马塞尔德克尔公司制造。 67 肖，阁下， j，陈 洛伊， 1999年。钻井的钛合金用 6 448， 73 王 1997年。钛及其合金可加工。 68， 262 吉尔摩河， 1990年。超声波加工陶瓷，中小企业文件的 0 12。 ， 1981。制造技术，第 3版。阿诺德澳大利亚， 270 说明书固定索尼克 - 500 索尼克磨，美国 2002。 感，库马尔，体育，米什拉，浅滩，梅塔，雷达散射截面， 2006 年。超声波加工的钛及其合金， 94 康巴， 格 ， 2003。氧化铝的影响（白融合）在钛合金超声波辅助钻井泥浆（泰坦 15）。在：议事全国会议材料与相关技术（ 。 75 科瓦尔 佩列维亚兹科， 弗吉尼亚州， 1986年。对磨料 性能的影响效力陶瓷超声波加工。超排。粉 属策拉姆。 25， 560 克雷默，博士，麦凯，超声波， 1988。适用于加工陶瓷材料。工业策拉姆。 830， 632 莫尔兰，硕士，多功能超声表现加工 ， 1988。 彭特兰， 7， 39 辛格河， 2002年。超声波加工的材料和它的强硬机械工业中的应用。时间：电力系统 第四次全国学术研讨会金属研究学者与材料，第 31。 辛格河，康巴， 2006。超声波加工的钛及其合金：。过程。 173（ 2）， 125 辛格河，康巴， 2007 年 。超声波调查加工钛及其合金 。 183（ 2 / 3）， 363 辛格河，康巴， 2007 年 b。宏观模型超声加工钛及其合金：设计实验。 221 中小企业， 1985年。工具和制造工程师手工书材料，第一卷。 学会制造工程师，密歇根州，美国。 阿斯平沃尔， 评超声波加工。 38（ 4）， 239 维尔马， 大戈帕尔，保函， 苏德哈卡巴雷迪， 2003。对刀具寿命预钻孔的影响航空航天钛合金车削 ,42 河南理工大学 万方科技学院 本科毕业设计（论文） 中期检查表 指导教师： 李瑜 职称： 实验师 所在院（系）： 机械与动力工程系 教研室 机制 实验 室 题 目 超 声 旋风铣 学生姓名 赵冬冬 专业班级 07 机制 3 班 学号 0720150181 一、 选题质量： 计 符合专业培养目标，对于专业基础知识的巩固和应用能力的提高 具有很大的促进作用 。 设计内容主要包括 超声旋风铣的总体结 构选择，传动参数设计，声加工部件与典型工艺的初步制定，确定各部分的相互关系，拟定总体方案，根据总体设计方案，选择通用部件，并绘制零件图和装配图。 合训练的要求也得到充分的体现。对于本科毕业设计而言，题目难度适中。 够在答辩规定的时间内完成。 题 有一定的独创性和设计的合理性 。 现今超声加工的工艺效果十分显着，国内外不断将超声加工与普通加工方式相结合应用，超声加工具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。在旋风铣的基础上，提出将 超声加工与旋风铣 削相结合来加工螺纹，在普通旋风铣削的装置的基础上进行结构的改进并加以超声装置，形成一套新的复合式的工艺装备，并仍与普通机床配套使用 ，不失其安装使用的灵活性 。可以看出，改进后的超声旋风铣削装置可以弥补普通冷切削加工 的不足，尤其适宜硬脆等难加工材料的加工，显著提高螺纹的加工质量。 二、开题报告完成情况： 开题报告按时完成，掌握了毕业设计的基本思路和方法。 2 三、阶段性成果： 成 超生旋风铣的总体结构设计 、 传动参数 设计 和 基本尺寸 的设计。 2. 初步 整理 设计 说明书，并 再次查阅相关资料 ， 使相关尺寸标准化，修改 设计中 的错误。 四、存在主要问题： 分 的难度较高，该同学对所设计的超声部分还存在着一些 概念上模糊的地方，需要继续努力。 有待进一步提高。 五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语 ： 赵冬冬同学在毕业实习过程中，能珍惜这次难得的实习机会，及时向指导老师请教， 广泛收集设计资料，在设计过程中能独立完成设计任务，并重视与指导老师和其他同学进行交流 学习，能及时认真解决在设计中遇到的问题，勤奋踏实，严谨务实，毕业设计任务进展顺利。 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院 本科 毕业设计（论文）开题报告 题目名称 超声旋风铣 学生姓名 赵冬冬 专业班级 机制 07 学号 0720150181 一、选题的目的和意义 1 能够掌握设计计算的基本原理和方法 ,提高设计计算的能力 . 2 加深领会计算的基本理论和深化所学的理论知识 . 3 树立正确的设计思想，为以后在工作中遇到相关问题提供解决依据 . 通过本次毕业设计，能使我们把先修的基础和专业基础课程中所获得的理论知识在实际的设计工作中综合地加以应用，通过毕业设计之后能够熟练应用有关参考资料、计算图表、手册；熟悉有关 的国家标准和部颁标准，为以后成为优秀的工程技术人员打下良好的基础 . 二、国内外研究综述 旋风铣是与普通车床配套的高速铣削螺纹装置。用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法 。旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削， 消耗动力小 ， 加工效率高 ,比传统加工效率可提高 10 倍以上 。表面粗糙度可达 米，加工精度提高 2 级。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好， 易于操作， 不改动车床结构，螺旋升角可调，安装方便 ， 是一种先进的螺纹加工方法。 近年来， 对于高精密件 和工程陶瓷材料件的加工，特别是被日益广泛应用的 用于制造发动机中的耐热件，机械传动中的耐磨件，化工设备中的耐腐蚀件，及密封件等 工程陶瓷件 。对于这种 高精度件和脆硬材料 的螺纹加工，旋风铣 削 仍存在精度等表面质量的不足。 现今超声加工的工艺效果十分显着 ， 国内外不断将 超声加工 与普通加工方式相结合应用，取得了较好的效果。 超声加工具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层 。我们提出将 超声加工与 旋风铣削 相结合 来加工螺纹，在普通旋风铣削的装置的基础上进行结构的改进并加以超声装置，形成一套新的复合式的工艺装备，并仍与普通机床配套使用 ，不失其安装使用的灵活性 。可以看出，改进后的超声旋风铣削装置可以弥补普通冷切削加工 的不足，尤其适宜硬脆等难加工材料的加工，显著提高螺纹的加工质量。 三、毕业设计所用的方法 1 在学校图书馆查阅相关资料。 2 在工厂的实践毕业实习。 3 通过老师和工程师的指导。 4 通过浏览因特网上的相关资料。 5 通过对相关资料和数据的理论计算和分析 。 四、主要参考文献与资料获得情况 1 杨叔子 . 机械 加工工艺师手册 . 机械工业出版社， 2001 2 李伯民 赵波 主编 . 现代磨削技术 . 机械工艺出版社， 2003 3 王洪欣 李木 刘秉忠 主编 . 机械设计工程学 I. 中国矿业大学出版社， 2001 4 唐大放 冯晓宁 杨现卿 主编 . 机械设计工程学 中国矿业大学出版社， 2001 5 谭立新等 湖南纺织高专学报 ， 2000（ 3） 6 张坤领 . 硬脆材料加工技术发展现状 组合机床与自 动化加工技术 7 梁晶晶，刘永姜，吴雁等 . 超声加工技术及其在陶瓷加工中的应用 . 机械管理开发，2008 8 许志考等 . 螺纹加工新工艺 兵器工业出版社， 1990 9 谭立新等 . 旋风铣削运动的矢量建模 . 湖南工程学院报， 2001 10 顾崇衔 主编 . 机械制造工艺学 . 陕西科学技术出版社， 1999 五、指导教师审批意见 指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 I 摘 要 旋转超声加工是集传统超声加工与磨粒磨削加工为一体的复合加工，是加工硬脆性材料的一种有效方法，具有良好的应用前景。然而，通过大量文献的阅读及实际的调查研究发现，国内目前还没有生产完善的旋转超声加工机床，超声加工的技术也远远滞后于发达国家的水平。 现今超声加工的工艺效果十分显着，国内外不断将超声加工与普通加工方式相结合应用，取得了较好的效果。超声加工具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。我们提出将 超声加工与旋风铣削相结合来加工螺纹，在普通旋风铣削的装置的基础上进行结构的改进并加以超声装置，形 成一套新的复合式的工艺装备，并仍与普通机床配套使用 ，不失其安装使用的灵活性 。可以看出，改进后的超声旋风铣削装置可以弥补普通冷切削加工 的不足，尤其适宜硬脆等难加工材料的加工，显著提高螺纹的加工质量。 关键字： 旋风铣 超声 螺纹 变幅杆 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 is a of It is by or of it to be a as in as of is We to to in on of to a is of of is So up as of 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 言 . 错误 !未定义书签。 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 课题来源及研究意义 . 错误 !未定义书签。 题目前研究现状 . 错误 !未定义书签。 2 超声加工及旋风铣的基本介绍 . 错误 !未定义书签。 声波及其特性 . 错误 !未定义书签。 声加工基本原理 . 错误 !未定义书签。 风铣加工的基本介绍 . 错误 !未定义书签。 风铣削加工螺纹的特点 . 错误 !未定义书签。 风铣削装置介绍 . 错误 !未定义书签。 型螺纹类工件的加工情况 . 错误 !未定义书签。 3 超声旋风铣加工工艺 . 错误 !未定义书签。 通蜗杆方法加工的工艺 . 错误 !未定义书签。 件工艺性分析 . 错误 !未定义书签。 坯选择 . 错误 !未定义书签。 计毛坯图 . 错误 !未定义书签。 械工艺路线确定 . 错误 !未定义书签。 位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 备及其工艺装备确定 . 错误 !未定义书签。 切削用量、工时定额确定 . 错误 !未定义书签。 旋风铣削加工方法进行的蜗杆加工 . 错误 !未定义书签。 4 超声加工装置设计 . 错误 !未定义书签。 声加工装置的主要组成 . 错误 !未定义书签。 声波发生器 . 错误 !未定义书签。 声换能器 . 错误 !未定义书签。 声振动系统设计 . 错误 !未定义书签。 声变幅杆的设计 . 错误 !未定义书签。 声变幅杆 . 错误 !未定义书签。 幅杆材料的选择 . 错误 !未定义书签。 幅杆参数的设计 . 错误 !未定义书签。 4 4 1 变幅杆与换能器的连接与固定 . 错误 !未定义书签。 变幅杆的固定 . 错误 !未定义书签。 5 装置的设计与选用 . 错误 !未定义书签。 动机的选择 . 错误 !未定义书签。 带传动设计 . 错误 !未定义书签。 键轴的设计 . 错误 !未定义书签。 装置设计 . 错误 !未定义书签。 体和刀头设计 . 错误 !未定义书签。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 超声加工主轴设计 . 错误 !未定义书签。 风铣装置整体设计 . 错误 !未定义书签。 装于机床后示意图 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 i 前 言 . 1 1 绪论 . 3 课题来源及研究意义 . 3 题目前研究现状 . 4 2 超声加工及旋风铣的基本介绍 . 7 声波及其特性 . 7 声加工基 本原理 . 9 风铣加工的基本介绍 . 12 风铣削加工螺纹的特点 . 14 风铣削装置介绍 . 14 型螺纹类工件的加工情况 . 17 3 超声旋风铣加工工艺 . 22 通蜗杆方法加工的工艺 . 22 件工艺性分析 . 22 坯选择 . 23 计毛坯图 . 24 械工艺路线确定 . 26 位基准的选择 . 27 备及其工艺装备确定 . 28 切削用量、工时定额确定 . 28 . 31 4 超声加工装置设计 . 33 声加工装置的主要 组成 . 33 声波发生器 . 33 声换能器 . 34 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 声振动系统设计 . 37 声变幅杆的设计 . 38 声变幅杆 . 38 幅杆材料的选择 . 41 幅杆参数的设计 . 42 4 4 1 变幅杆与换能器的连接与固定 . 50 变幅杆的固定 . 51 5 装置的设计与选用 . 53 动机的选择 . 53 带传动设计 . 54 键轴的设计 . 56 装置设计 . 59 体和刀头设计 . 59 声加工主轴设计 . 59 风铣装置整体设计 . 60 装于机床后示意图 . 61 致谢 . 63 参考文献 . 64 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 前 言 毕业设计是学生学完大学教学计划所规定的全部基础课和专业课后，综合运用所学的知识，与实践相结合的重要实践性教学环节。它是大学生活最后一个里程碑，是四年大学学习的一个总结，是我们结束学生时代，踏入社会，走上工作岗位的必由之路，是对我们工作能力的一次综合性检验。 1)毕业设计的目的 通过本次毕业设计，使达到以下几个效果： (1)巩固、扩大、深化学生以前所学的基础和专业知识； (2)培养学生综合分析 、理论联系实际的能力； (3)培养学生调查研究、正确熟练运用国家标准、规范、手册等工具书的能力； (4)锻炼进行设计计算、数据处理、编写技术文件、绘图等独立工作能力。 总之，通过毕业设计使学生建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使学生受到一次工程师的基本训练。 2)毕业设计的主要内容和要求 本次毕业设计的主要内容是超声旋风铣削的设计。具体设计内容和要求如下： (1)调查螺纹蜗杆类零件对旋风铣削机床的具体要求，现在使用的加工方法；收集并分析国内外同类型加工方法的先进技术、发展趋 势以及有关的科技动向；调查制造厂的设备、技术能力和生产经验等。 (2)设计装置的总体结构选择、传动参数设计、超声加工部件的选定河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 与典型工件工艺的初步制定，确定各部分的相互关系；拟订总体设计方案，根据总体设计方案，选择通用部件，并绘制各零件的零件图和装配图； (3)进行电机及各传动系统的运动计算和动力计算； (4)超声加工部分零部件的设计和选择； (5)编制设计技术说明书一份。 3)程序和时间安排 毕业设计是实践性的教学环节，由于时间的限制，本次毕业设计不可能按工厂的设计程序来进行，具体的说，可以分以下 几个阶段： (1)实习阶段，通过毕业实习实地调查、研究、收集有关资料，掌握超声加工加工技术，了解机床的结构、工作原理和设计的基本要求，花两周时间； (2)制定方案、总体设计阶段，花两周时间； (3)计算和技术设计阶段，绘制图纸，整理设计说明书，花四周时间； (4)答辩阶段，自述设计内容，回答问题，花半周时间。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 1 绪论 课题来源及研究意义 目前旋风铣螺纹存在的加工质量不高，以及其在硬脆材料加工上的不足，我们提出将超声加工与其复合，以在加工方式的根本问题上解决以上问题。目前国内外在此 方面的研究尚属空白， 具有一定的独创性和设计的合理性。 在已有的旋风铣技术和超声加工技术的基础上，我们进行了超声旋风铣削的装置及工艺方面的设计。 现今超声加工的工艺效果十分显着，国内外不断将超声加工与普通加工方式相结合应用，超声加工具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。在旋风铣的基础上，我们提出将 超声加工与旋风铣削相结合来加工螺纹，在普通旋风铣削的装置的基础上进行结构的改进并加以超声装置，形成一套新的复合式的工艺装备，并仍与普通机床配套使用 ，不失其安装使用的灵活性 。可以看出，改进后的超声旋风铣削装置 可以弥补普通冷切削加工 的不足，尤其适宜硬脆等难加工材料的加工，显著提高螺纹的加工质量。 从已发表的文献资料来看，目前国内外学者对于旋转超声设备及其加工的研究存在很多的不足。 1)在旋转超声加工的设备方面，仅有个别实力雄厚的科研单位购买、使用价格昂贵的进口机床。国内没有专业从事旋转超声加工设备制造的商家，因此市场上没有出现完善机型。文献中所提到的设备，基本上都是在自身认识的基础上搭建简单的实验平台，将普通超声装置和钻铣床通过简单装配而成，或是探索性设计小功率超声加工机，因而出现设备个体差异大、超声功率低、超声 能耗大、系统发热严重、加工性能差、超声波电源功率元件寿命低、旋转转速低等一系列问题。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 2)在旋转超声加工实验研究方面，受限于超声加工设备的上述局限，目前基本上都集中在陶瓷等硬脆性材料的小孔加工方面，很少有关大平面磨抛加工的报到。为了拓宽硬脆性材料的应用，亟待解决此类材料的高效平面加工的技术“瓶颈”。 3)这些关于旋转超声孔加工实验研究多是集中在加工参数对材料去除率的影响、旋转超声加工机理及材料去除机理上。而在金刚石工具基体材料的选择、优化设计、金刚石工具的制作工艺对加工性能的影响、工具的寿命、加工过程中力的 监控和控制等方面涉及较少，还没有形成统一的认识。这些问题的解决，将会更好解释旋转超声加工在硬脆性材料加工方面所具有的优越性，从而在推动旋转超声加工的研究及应用，解决目前非金属高性能材料在加工与使用的矛盾，促进其在工业应用上的发展。 题目前研究现状 超声波加工技术的研究可追溯到 1927年 R w 于 1954年由 L 个多世纪以来，经过各国学者的不懈努力，这一技术已有了长足的进步。主要体现在如下几个方面： 1)实验出加工参数 (振幅、频率、静压力、磨料材料及颗度、悬浮工作液的浓度和工作液循环方式等 )对加工效率的影响规律； 2)总结出静压力、工件材料硬度加工具材料硬度是影响工具损耗的主要因素； 3)总结出磨料粒度及悬浮工作液的均匀性对工件表面质量具有影响规律； 4)利用有限元的方法，使变幅杆的设计更合理； 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 5)机械增益 能优良的 加工效率大大提高； 6)工具头回转的超声波加工使加工效率提高 3至 4倍； 7)采用性能优良的压电陶瓷换能器使加工机床的体积大大减小，能量 利用率大大提高。 90年代 K研制的工程陶瓷无旋转超声波磨削新技术明显提高家工效率，也可以用来成型加工较复杂的型面。 1996年，德国亚琛工大研制了一种新的超声研磨技术，用它不仅可以进行超声仿形，而且可以根据工具的轨迹运动产生各种不同的曲面。 Z J 进行了实验研究。利用工具共振频率和工具长度的关系，通过检测超声波加工过程中工具的共振频率来监测工具的损耗。 随着超声波加工技术的研究进展和新技术的不断出现，超声波加工的应用范围在不断扩大。产生于 60年代， 在近 40年中逐步发展起来的超声波旋转加工方法把金刚石工具的优良切削性能与工具的超声频振动结合在一起，可很好地提高加工效率，减小工具磨损，同样条件下，旋转超声加工 0倍，是传统磨削的 6 10倍。 由于超声旋转加工只能加工圆形孔和型腔， 通过实验研究了陶瓷材料塑性去除及脆性去除机理。配以适当的数控系统，借鉴数控铣削的方法，国外许多学者正在开展数控超声旋转加工技术的研究。最近，德国已有成型的 3轴联动控制和 5轴联动控制两种类型，主轴转速 206000r 可选配刀库和自动换刀装置，从而成为既具有超声波加工功能，又能进行钴、铣、磨等多工序复合加工的机床。近几年，国内清华大学、太原理工大学和大连理工大学对旋转超声波加工技术进行了河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 初步研究。 声复合加工 在切削加工过程中，可以通过切削工具把超声振动引到加工区中，由于超声振动能太太降低切削刀具与工件之问的摩擦，并能提高技加工金属的塑性，因而能使车、钻、铰、攻丝、插等加工过程得以强化。在车削时，特别是车削韧性或脆性材料 (耐热合金、钛合金、难熔合金 )时， 将超声振动引入工具 工件系统。能降低切削区的摩擦力，大大减小切屑排除阻力并易于形成切屑，改善了热状态，切削速度快，加工面质量好。在钻、锪、绞加工中。纵向的超声振动加入到钻头、饺刀、锪刀上，在旋转和进给主运动的基础上。把轴向超声振动位移迭加上去，从而能降低总转矩和轴向应力，提高加工精度和速度，减少工具损耗。在丝锥上加上超声振动，基本消除丝锥被夹住的情况。明显减小转矩和轴向力。比如采用了 A=3 5m， f=18 44耐热合垒和钛合金上攻制中小直径的螺纹工效高 2 3 倍，改善螺纹质量降低消耗。 章小结 本章介绍了超声复合加工的主要优点，并介绍了超声加工的国内外研究现状，明晰了课题来源和研究意义。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 2 超声加工及旋风铣的基本介绍 声波是人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为 16 16000声波的频率高于 16000 超声波具有如下特性： （ 1）超声波可在气体、液体和固体介质中传播，其传播速度与频率、波长、介质密度等有关，可用公式表示： （ 2 式中 c 超声波传播速度 (m s)； 波长 (m)； f 频率 ( （ 2）超声波在各种介质中传播，其运动轨迹都按余弦函数规律变化，其位移为： ) （ 2 式中 X 质点运动的位移 (m)； A 振幅 (m)； 圆频率 (S)； t 时间（ s） 振动的相位角 ( （ 3）超声波 可传递很强的能量，其能量强度可用垂直于波的传播方向单位面积的能量来表示，超声加工中的能量强度高达几百瓦厘米 2，且 90作用于工件表面。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 图 1性杆内质点振动状况 （ 4）在固体弹性杆中传播时，超声波会产生反射、干涉和共振现象，出现波的叠加作用，使弹性杆中某处质点始终不动，而某处质点的振幅则大大增加，从而获得更大的超声加工能量。这是因为，超声波在同一弹性杆的一端向另一端传播时，在不同介质的介面上会产生一次或多次波的反射，结果在有限长弹性杆，将存在若干个周期相同、振幅相等、传播方向相同或相反的波。于是 在弹性杆中传播的波会出现波的叠加，致使某处振动始终加强或某处振动始终减弱，产生波的干涉现象。如图 2一 t=T 4或 3T 4的情况是当弹性杆的长度恰为半波长的整数倍，且相位相同时便会出现波的干涉而产生振幅增加的驻波，即波共振现象。而 t=0、 T 2和 是相位相反时出现的干涉现象，使叠加后的振幅为零，不产生振动。由上述分析可知，为了提高超声加工的生产效率，必须使弹性杆处于最大振幅的共振状态，其设计长度为半波长或四河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 分之一波长的整数倍，杆的支点选在振动过程中的不动点，即波节点上，而杆的工作端部应选在最大 振幅的波腹处。 （ 5）超声波在液体介质中传播时可在界面上产生强烈的冲击和空化现象，强化加工过程的进行。因为超声波通过悬浮磨粒的液体介质时，会使液体介质连续地产生压缩和稀疏区域，出于压力差而形成气体的空腔，并随着稀疏区的扩展而增大，内部压力下降；与此同时受周围液体压力及磨粒传递的冲击力作用又使气体空腔压缩而提高压力，于是在转入压缩区状态时，迫使其破裂产生冲击波。由于进行的时问极短，因此会产生更大的冲击力作用于工件表面，从而加速磨粒的切蚀过程。 声加工基本原理 超声旋转加工原理如图 2 固结式金 刚石工具以一定的静压力压在工件上，除以一定振幅作轴向超声频振动外，还作相对于工件的高速旋转运动，冷却液不断被输送到工具和加工工件表面之间。 图 2转超声加工示意图 众多学者对于旋转超声加工机理展开了实验研究，得到如下的加工河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 机理： 超声波在传播过程中，会引起介质质点交替的压缩与伸张，构成了介质间压力的变化，这种压力的变化将引起物质间机械效应。超声引起的介质质点运动，虽然位移和速度不大，但与超声频率的平方成正比的质点加速度却很大。金刚石工具头超声振动下瞬时加速度为 a=4f 为 20具头的振幅 15 m，则瞬时加速度 a 105m/设此时加工的静压力 F 为 15N，所以锤击冲击力相当于为 105N，该力通过固结在工具头中的金刚石颗粒的刃部作用到工件上，将引起工件的局部应力远远超过材料的断裂极限，导致材料表面的微细裂纹的产生、发展，以致材料的局部破碎去除。而且研究发现，旋转超声加工硬脆性材料断裂所需的静压力较常规方法要小。 在超声振动引起加工工件表面产生大量裂纹的基础上， 由于金刚石工具的高速旋转，使得嵌入工件表面的磨粒在工件一定接触表面上划擦、磨抛、撕扯工件材料，从而加速微观裂纹的发展，造成材料的宏观破碎去除。 声空化作用 通过流体动力学，我们知道，当超声波传播到液体介质的时候，存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动， 当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，这种膨胀、闭合、振荡等一系列动力学过程称为声空化。在超声加工过程中，工作液受工具端面超声振动作用而产生高频、交变的正负液压冲击波和空化作用，促使工作液进入被加工材料的 微裂缝处，加剧了机械破坏作用，强河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 化了加工过程。同时，空化爆破作用也促进了碎屑的排出，从而促进加工的进行。 工具往复冲击形成的液压冲击和旋转运动使碎屑始终处于运动状态， 阻止了碎屑的沉积过程，促进了碎屑在工作液中流动 ，当工具接近工件时，旧的工作液带着碎屑离开加工区，工具离开工件时，新的磨削液进入加工区，这样就达到加工区磨削液的动态平衡，保证了加工的进行。 试验结果表明，在加工过程中，单纯的工具旋转或超声振动对材料的去除效果都比较差，而将二者组合之后，情况有很大 改观，因此可以认为旋转超声加工是上述各机理相互促进、综合作用的结果，如图 2 图 2河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 风铣加工的基本介绍 旋风铣削是一种从工件上铣削出螺纹的加工方法，采用装有高速铣削装置的工艺装备与普通车床配套使用。旋风铣可以实现干切削、重载切削、难加工材料和超高速切削， 消耗动力小， 加工效率高。表面粗糙度可达 米，加工精度提高 2 级。车床主轴转速慢，所以机床运动精度高、动态稳定性好，不改动车床结构，螺旋升角可调，安装方便，是现代制造领域中的一种先进的螺纹加工方法。 风铣削的工作原理 旋风铣削螺纹，是指用安装在高速回转刀盘上的刀具高速铣削螺纹的方法。 铣刀安装在动力装置上作旋转运动，同时工件沿轴向直线进给；主轴带工件作旋转运动，三种相对运动复合形成了螺旋轨迹。加工时要求工件作低速运动，铣刀作高速旋转运动，工件每转一转，旋风铣头纵向进给一个待加工螺纹的螺距，从而切出所需螺纹。因刀具和工件可同时旋转，因而具有更高的生产效率。 其原理如图 2 图 2风铣削螺纹原理图 旋风铣削时，刀盘旋转 中心与工件中心存有偏心量 e，以完成渐进式的高速铣削。 刀具 的旋转轴线相对于工件回转轴线倾斜一个螺纹升角的角度 ，这个角度即加工丝杠的螺旋升角。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 加工时，工件以 盘以 件每旋转 360，刀盘纵向进给一个导程，从而铣出螺纹。工件转速与刀盘的移动速度有下列关系： 21 t a nV n d （ 2 2V 刀盘的移动速度 1n 工件转速 d 工件螺纹中径 螺旋升角 刀盘上一般有 6把成形刀，工作时依次参与铣削。当铣削速度达到一定值后，铣削力可降低 30%以上，尤其是径向切削力将大幅度减小，这有利于细长杆件的加工。铣屑形成非常稳定，形状呈逗号状，其金属切削率也比较高。其背吃刀量的改变是通过调整旋风铣刀盘与工件轴心线的偏心量 e 来实现的， 使切削平面跟工件中径处的螺旋线相切，刀具回转中心与工件回转中心的偏心量即为 e，一般取为 螺纹高度 6可根据工件直径大小来调整，由于偏心量 利于改善刀具的散热条件， 延长刀具的使用寿命，保证加工件的表面质量。 动力头又称铣头，对铣头有以下要求： （）动力头带动铣刀运动，要求运动平稳可靠，必须采用滚动轴承，结构上较为复杂； （）螺纹加工时要保证铣刀与工件成一定角度，而且角度要求非常精确，并在加工过程中能够保持结构的稳定。 （）通过皮带传动与电机连接，由于空间限制，电机与铣头的结构河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 布置必须紧凑。 风铣削加工螺纹 的特点 （ 1）旋风铣削加工螺纹时，采用高速切削，进给次数少，多刀切削比车削螺纹、丝锥加丁螺纹生产效率高。 （ 2）旋风铣加工能使产品一次成形，加工效率高，适用于批量生产，它特别适合于铣削梯形螺纹和蜗杆螺纹，生产率比车削高的多，同时由于数控技术的大量采用大大提高了工作效率。 （ 3）通过改变传动机构的传动比或更换丝杠，可以加工不同螺距的螺纹。 （ 4）通过调整偏心座的偏心量，可以在一定范围内加工不同直径的螺纹。 （ 5）轴向进给运动很慢，退刀方便，操作简易。 （ 6）因是断续切削，切屑不连 续，清屑容易；刀具有较长的空行程，冷却条件好。 （ 7）旋风铣削加工的加工精度较好，螺纹精度一般可达 7 8级，表面粗糙度可达 0.8 用于半精加工。 （ 8）动力消耗比高速切削螺纹少。 风铣削装置介绍 对普通车床进行改装并装以旋风铣削装置，拆除了车床刀架，将旋风铣箱体及电机滑轨安装在中拖板上，调整与车床主轴的等高度和平行度，使旋铣头倾斜角与工件螺纹螺旋角相等且方向相同。 如图 2 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 1 旋风铣头 2 心轴 3 箱体 4 调节螺母 5 楔块 图 2风铣削装置示 例图 旋风铣削装置主要由旋风铣头、刀杆、箱体、调节螺母、楔块、电机、传动系统等几个部分组成。主电动机经带轮传动带动刀杆旋转，形成主切削运动，棒料工件装夹在机床卡盘上作慢速转动，形成切削过程中的圆周进给运动，同时，旋铣装置随同车床中拖板作纵向进给运动，二件每旋转一圈，旋铣装置前进一个螺距，以完成所要求的螺纹加工，其传动比由机床传动机构来保证。 旋风铣削具有以上诸多优点，但也存在一些不足。 旋风铣削是带冲击性的断续切削，如何针对不同工件的材质、不同刀具的承载能力，使刀具对工件的冲击最小，工件发热最少，比 如硬脆材料等难加工材料的螺纹加工如何实现。如何选择合适的旋风圆速度，对产品加工质量的提高有很大影响。总的来说，要使机床达到较高的加工精度和效率，需进一步提高设备的运动精度、系统控制精度、刀具的成形精度、刀具的寿命、机床的动静刚度以及机床动态稳定性等，也需要考虑引进新的加工手段来在根本上克服传统加工方式在旋风铣削加工上带来的加工材料范围小，加工精度不高等缺点。 提高旋风铣床加工精度的措施与影响产品质量的因素： （ 1）机床综合性能的因素 机床的综合性能，一是指机床的几何精度、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 机床的传动链误差、动态运动精 度以及卡盘的定位精度等，其中以机床传动链中母丝杠螺距误差的大小对产品质量的影响为最大。二是指机床的动静刚度、承载动载荷能力、高的阻尼性能等，其中以机床的动静刚度、承载动载荷能力的优劣对产品加工精度影响最为明显。三是刀盘运动的平稳性、刀盘的刚度、刀具的成形精度以及多刀头的位置精度，这些都对工件的齿形精度产生比较大的影响。四是机床的热态稳定性，机床的摩擦发热、铣削发热以及传导热，都很容易造成机床关键部件的热变形以及长时间的加工等待。 （ 2）机床夹持定位机构的因素 因旋风铣呈间断、带冲击性的铣削特性，旋风铣夹持定 位机构对产品加工的辅助作用非常重要。适当的夹持力和精确的定位功能能够有效减少工件振动、弯曲变形，同时能够提高机床的整体刚性，提高产品的加工质量。夹持机构除本身具备足够的静刚度外，夹持机构与工件间、夹持机构与机床间，还必须具有高的动态接触刚度，只有这样才能有效地克服铣削抗力，吸附振动与冲击，减少不安全因素。 （ 3）有无冷却设施的因素 旋风铣床在加工过程中，单位时间内切削区域会产生大量的热，如果不能将这些热量迅速从切削区域传出，不但妨碍切削工作的正常进行，而且会造成机床床身、工作台、旋风铣头及工件等的热变形，严 重影响加工精度和机床的动刚度。除此之外，机床母丝杠的发热不可避免，过量的发热使得机床传动链误差加大，产品的螺距误差加大。机床导轨、旋风铣头的摩擦发热也不可忽视，过量的发热直接导致丝杠齿形精度的变化。采用何种冷却方式，增加什么样的冷却设备，机床的综合性能、刀具的使用寿命 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 型螺纹类工件的加工情况 在工件上加工出内外螺纹的方法主要有切削加工和滚压加工两类。 （ 1）螺纹切削 一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法主要有车削铣削攻丝套丝磨削研磨和旋风切削等。车削铣 削和磨削螺纹时工件每转一转机床的传动链保证车刀铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。在攻丝或套丝时刀具与工件作相对旋转动并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具 (或工件 )作轴向移动。 螺纹车削参考图如下： 图 2纹车削 在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。用成形车刀车削螺纹由于刀具结构简单是单件和小批生产螺纹工件的常用方法用螺纹梳刀车削螺纹生产效率高但刀具结构复杂只适于中大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到 8 9 级 (同 )在专门化的螺纹车床上加工螺纹生产率或精度可显著提高。 （ 2）螺纹铣削（如下图） 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 图 2纹铣削 在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内外普通螺纹和锥螺纹由于是用多刃铣刀铣削其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度故工件只需要旋转 产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般能达 8 9级表面粗糙度为 R 5 种 方法适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工。 （ 3）螺纹磨削 主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹，参考图如下： 图 2纹磨削 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为 5 6 级表面粗糙度为 R 米砂轮修整较方便。这种方法适于磨削精密丝杠螺纹量规蜗杆小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度砂轮纵向移动一次或 数次行程即可把螺纹磨到最后尺寸。切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度砂轮径向切入工件表面工件约转 就可磨好生产率较高但精度稍低砂轮修整比较复杂。切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。 （ 4） 螺纹研磨 用铸铁等较软材料制成螺母型或螺杆型的螺纹研具对工件上已加工的螺纹存在螺距误差的部位进行正反向旋转研磨以提高螺距精度。淬硬的内螺纹通常也用研磨的方法消除变形提高精度。 （ 5） 攻丝和套丝 丝锥攻丝如下图示： 图 2丝锥攻丝 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 图 2板牙套丝 是用一定的扭距将丝锥旋入工件上预钻的底孔中加工出内螺纹。套丝 (图 5用板 牙套丝 )是用板牙在棒料 (或管料 )工件上切出外螺纹。攻丝或套丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。加工内外螺纹的方法虽然很多但小直径的内螺纹只能依靠丝锥加工。攻丝和套丝可用手工操作也可用车床钻床攻丝机和套丝机。 此外还有螺纹滚压等各种加工方法，在这些加工方法中，尤以旋风铣削加攻螺纹的方法灵 活调整方便，且加工效率高， 一般来说，用硬质合金螺纹铣刀加工高硬度材料没有太大问题。螺纹铣削可以对刀具的进给率进行更好的控制。螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔最安全的方法，尤其是，一旦螺纹铣刀折断在螺孔中，比较容易采取挽救措施。而一旦切削丝锥折断在螺孔中，从孔中取出折断的丝锥并挽救通常价值不菲的工件就要困难得多，有时甚至完全不能。因此，在模具制造业和航空工业，螺纹铣削通常是在硬质材料上加工螺纹孔的首选方式。此外，在螺纹铣削时，制造商可以更容易地控制螺纹尺寸。 旋风铣削可以实现干切削、重载切削、难加工材料切削 和超高速切削（速度可达到 400m加工效率高，表面粗糙度能达到 工方法很先进，但刀具材料很关键。旋风铣削机床有四个加工运动，还有一角度调整自由度，结构较复杂。但旋风铣削也存在一些不足之处，要达到一定的加工精度和效率，机床的运动精度、动态稳定性、控制精度、刀具的成型精河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 度和耐用度都要达到很高的要求。而且旋风铣削加工材料范围的不广，对于应用日益广泛的工程陶瓷等硬脆材料的螺纹加工存在明显不足，这正是本文所提出的新型复合加工方式的出发点。 章总结 本章对超声加工的基本原理 进行了分析，并对旋风铣进行了详细的阐述，最后对常见的螺纹加工方法做了简单的介绍。这对后面进行超声旋风铣机床的设计奠定了理论基础。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 3 超声旋风铣加工工艺 通蜗杆方法加工的工艺 件工艺性分析 对零件结构功用分析知， 蜗杆主要是起传递垂直方向上的动力作用，制造工艺简单，技术要求比较高， 它的应用范围很广，此处所选取零件左端是用来传递转距和动力的离合器，技术要求一般。 对零件图纸进行分析知，该零件形状简单、刚性一般，为直齿廓蜗杆。主要面为蜗杆的工作面、内 孔和凸爪，加工工艺性较好。 主要技术条件如下： 1)尺寸精度、形状精度和表面粗糙度分析： 蜗杆大径： 77尺寸精度 螺 牙： 尺寸精度 内 孔： 45尺寸精度 其它表面的尺寸精度为自由公差，表面粗糙度为 上述蜗杆、外圆和孔的表面加工难度不是很大，工艺性良好 ,其余零件表面的粗糙度为 2)位置精度分析： 77基准 A（中心轴线）在零件水平方向上有同轴度要求，其偏差大小为 左端孔 77的台阶面和有端面与基准 偏差大小分别为 零件内孔的倒角为 1 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
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