超声振动金属表面光整装置结构设计与实验研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术的发展，在零件制造方面，对加工精度的要求已经越来越高，粗了传统的材料硬挤压等方法外，许多特种加工方法也在不断的研究和推广，而超声振动金属表面光整技术就是利用超声加工的高频振动特点从而发展起来的一种复合光整工艺。

这种方法不仅可以显著的提高加工精度和表面质量，而且由于超声的特性，可以加强工件表面金属硬化，使工件表面产生残余压应力，消除表面微观缺陷，挺高疲劳强度等优点。

超声振动光整技术发展较快，研究成果也比较丰富，但是尚处于研究阶段，量产的装置较少，结构较复杂，且对加工工艺参数对加工效果的影响等领域的研究较少，本课题研究可以加快超声振动光整技术向量产化发展的趋势。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：该毕业设计提出超声金属表面光整装置的可行性结构，并逐个试验各工艺参数对于光整加工效果的影响，使用数据分析软件MATLAB对超声光整装置实验数据进行分析并优化，总结出最适合的加工工艺参数规律；设计合理的预压力调节装置，换能器散热装置，及各种材质的加工工件对应的合适的加工参数。

预期目标：超声金属表面光整装置通过微量冲击式的高频压力光整加工，利用金属常温状态下的冷塑性特点，理论上能大幅度降低工件表面粗糙度，提高工件表面硬度耐腐蚀性，理想状态下可以产生镜像效果。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：提出超声金属表面光整装置的可行性结构，并逐个试验各工艺参数对于光整加工效果的影响，使用数据分析软件MATLAB对超声光整装置实验数据进行分析并优化，总结出最适合的加工工艺参数规律。

执行步骤：1.设计出光整装置的CAD草图（确定总体设计方案、及换能器ANSYS分析）； 2.运用SolidWorks画出零件，并模拟装配（考虑加工，装配的可行性，并改进装置）； 3.加工并组装零件； 4.装夹到车床上调试运行； 5.采用固定变量法研究各工艺参数对加工效果的影响； 6.利用MATLAB分析得出最佳加工工艺参数。

4. 参考文献

1. 李华,陆瑛,刘楠播，外圆超声波振动挤压加工研究，机械科技,19932. 李华,陆瑛，超声振动挤压加工系统的优化设计，机械科技，19993. 王义，佟宇，鲍绍箕 超声振动挤压工艺与常规挤压工艺的对比分析，大连理工大学学报，19944. 胡世军，陈玉荣，预压力可调式超声振动挤压系统的表面压光试验研究，机械设计与制造，20145. 左武炘，陈永洁，鲍剑斌，超声波复合振动加工机理及应用的研究，华中理工大学学报，1994

5. 计划与进度安排

1、 3月2日-3月6日：查阅资料，对超声光整技术进行原理分析；2、 3月7日-3月10日：查阅资料，翻译、阅读英文资料；3、 3月11日-3月18日：设计超声光整装置结构；4、 3月18日-3月25日：分析结构，考虑可行性，并改进装置；5、 3月25日-3月31日：购买材料，寻找代加工点；6、 4月1日-4月6日：加工零配件，并查阅资料，寻找合适的挤压头；7、 4月7日-4月11日：装配、调校零部件；8、 4月12日-4月17日：装夹到机床进行试验并调试；9、 4月18日-4月24日：控制变量法试验记录各组数据；10、 4月25日-4月30日：MATLAB分析数据；11、 5月1日-5月5日：总结结论；12、 5月6日-5月10日：毕业设计论文初稿；13、 5月11日-5月20日：毕业设计论文定稿；14、 5月21日-6月9日：准备答辩；15、 6月10日：答辩。