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超声波旋转加工机结构设计 摘要 超声加工技术是近30年来逐步发展的一种特种加工方法，并以它的工艺效果得到了广泛的应用。由于它横跨机械学、电学和声学三个学科，因而也可把超声加工技术是为边缘学科。 超声加工，是指给工具或工件沿一定方向施加超声振动进行振动加工的方法。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的交流电源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进行放大。 早期的超声波加工主要依靠工具作超声波振动，使悬浮液中的磨料获得冲击能量，从而去除工件材料达到加工目的。但加工效率低，并随着加工深度的增加而显著降低。后来，随着新型加工设备及系统的发展和超声波加工工艺的不断完善，人们采用从中空工具内部向外抽吸式向内压人磨料悬浮液的超声波加工方式，不仅大幅度地提高了生产率，而且扩大了超声波加工孔的直径及孔深的范围。 近20多年来，国外采用烧结或镀金刚石的先进工具，既作超声波频振动，同时又绕本身轴线以1000—5000r/min的高速旋转的超声波旋转加工，比一般超声波加工具有更高的生产效率和孔加工的深度，同时直线性好、尺寸精度高、工具磨损小，除可加工硬脆材料外，还可加工碳化钢、二氧化钢、二氧化铁和硼环氧复合材料，以及不锈钢与钛合金叠层的材料等。目前，已用于航空、原子能工业，效果良好。 本文设计的超声波旋转加工机，它的核心内容是超声换能器及变幅杆的设计。本文将从基本的理论讲起，详细介绍换能器及变幅杆的原理、作用、设计计算等。除了机械结构的设计，本文还介绍了控制步进电机的控制系统的设计。 关键词　超声波；机械加工；声学 Ultrasonic wave revolving manufacturing Abstract The technology of ultrasonic process is a special method process in recent 30 years, and it has a wide application because of its good crafty result. Since the technology of ultrasonic process is relative with mechanism, electricity and acoustics, it can be considered as frontier science. Ultrasonic process, it is a processing method which manufacture the work piece ultrasonic vibration at a direction. The system of ultrasonic process is consist of the manufacturing install of ultrasound, the ultrasonic transforming install, the pole of changed flap , the system of transmitting vibration, tools, and the system of craft, and so on. The function of the manufacturing install of ultrasound is to transform the 220 or 380 mains to the ultrasonic electric vibrating signal；the function of the ultrasonic transforming install is to transform the ultrasonic electric vibrating signal to the machining vibration；and the function of the pole of changed flap is to amplify the amplitude. The early ultrasonic machining mainly depends upon the tool to make the supersonic wave frequency vibration, causes in the suspending liquid the gri