1、 中 北 大 學畢業設計開題報告學 生 姓 名：某某某學 號：10xx0x4xxx學 院、系：xxx學院專 業：Xxxxx專業設 計 題 目：xxxxxxx設計指導教師:xxx 教授 2014年 2月 17日開題報告填寫要求1開題報告作為畢業設計答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報告內容必須用按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應用

2、參考文獻處應標出文獻序號，文后“參考文獻”的書寫，應按照國標GB 771487文后參考文獻著錄規則的要求書寫，不能有隨意性；4學生的“學號”要寫全號（如0201140102），不能只寫最后2位或1位數字；5. 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 740894數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指導教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。畢 業 設 計 開 題 報 告1 結合畢業設計情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述一、課題

3、研究的背景和意義隨著現代社會的不斷進步和科學的不斷發展，經濟的發展對制造業的要求越來越高，機床是制造業發展的根本所在，因此，隨著工業的迅速發展，對各類機床的性能要求也提出了新的挑戰。金屬線是一種常見的產品形式，包括絲、線和桿。隨著經濟的不斷發展，需求和生產也空前的繁榮【1】。現在拉絲機床制造業方面，無論國內國外都有了很成熟的技術也形成了一定的規模，但在競爭越來越激烈的時代，以最低的成本和最高的效率生產出讓顧客滿意的產品是當前對生產廠商提出的新的挑戰，因此我們需要引進一項新的的技術來提高現有傳統拉絲機床的性能，使其能夠更高效更低成本的生產出更高質量的產品【2】。功率超聲振動拉絲技術在今年應用越來

4、越廣泛，此課題是對功率超聲振動拉絲機床的研究和設計，利用超聲振動技術提高拉絲機床的性能，以適應當前發展的需要。超聲振動加工技術可以提高加工的效率，關鍵是加工的質量好、精度高，明顯提高表面加工質量。因此，此課題研究的重要性不言而喻，將成為未來機床制造業的一個發展方向【3】。二、功率超聲振動加工技術的研究與發展超聲振動加工技術，是指給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動進行振動加工或者利用超聲振動使工件相互結合的加工方法。超聲加工系統，一般由超聲波發生器、換能器、變幅桿、振動傳遞系統、工具、工藝裝置等構成【4】。這種技術大約成形于二十世紀四十年代，是一種發展迅速的特種加工技術。幾十年來，超聲振動加工

5、技術的發展十分迅速，比如在超聲振動系統、深孔加工、拉絲模及型腔模具研磨拋光、超聲復合加工領域均有較廣泛的研究和應用，尤其是在難加工材料領域解決了許多關鍵性的工藝問題，取得了良好的效果【5】【6】。1927年，美國物理學家伍德和盧米斯做了超聲振動加工試驗，利用超聲振動對玻璃板進行雕刻和快速鉆孔。當時超聲振動技術并未應用到工業上，直到大約1940年在文獻上第一次出現超聲加工工藝技術描述以后，超聲加工一直吸引了極大的關注，并且逐漸步入相當廣泛的工業領域。1951年，科恩研制了第一臺實用的超聲加工機，為超聲加工技術的發展奠定了基礎【7】。1960年前后，包括英國、德國、美國、蘇聯、日本和中國已經研制了

6、各種用途、各種類型和加工尺寸的超聲加工設備與機床，先后開展了超聲車削、鉆孔、磨削、研磨、拉管、焊接、鏜孔、光整加工和復合加工等方面的技術研究和生產實踐，取得了良好的效果。我國超聲加工技術的研究始于50年代末60年代初，哈爾濱工業大學應用超聲振動加工技術，加工了一批飛機上的鋁制細長軸。1973年上海超聲波電子儀器廠研制成功CNM-2型超聲研磨機。1982年，上海鋼管廠、中國科學院聲學研究所及上海超聲波儀器廠研制成功超聲拉管設備。1985年，清華大學進行了45號鋼制成的超聲砂帶研拋的實驗研究【8】【9】。超聲加工技術在硬脆等難加工材料加工方面有較大的優勢,同時這些硬脆材料具有普通材料無法比擬的特點

7、, 使其在工程上有著越來越廣泛的應用,國內外學者紛紛對超聲加工技術的理論和工藝進行深入研究,不斷揚棄傳統超聲加工過程中所出現的缺點, 使超聲加工這一技術的優點更為突出【10】。超聲加工技術發展所取得的成果是可喜的。一方面,脆硬材料加工的客觀需要推動和促進了超聲加工技術的發展。另一方面,超聲加工技術提供的強有力的加工手段又促進了新材料的發展。隨著硬脆材料應用范圍不斷擴大,超聲加工及其復合加工技術的研究不斷深入,其工藝必將日趨完善,展望未來,超聲加工技術的發展前景是美好的【11】。三、拉絲機的行業現狀與發展目前國內金屬制品行業的總體技術水平和裝備水平，與工業發達國家相比仍有較大的差距，在拉絲機主機

8、、輔助設備、潤滑技術、線材生產、拉絲模質量等方面還比較落后;面對我國金屬制品行業的實際情況，單純追求先進的大型、高速拉絲機是不切合實際的.也不可取;對于拉絲機的設計者和制造廠家來說，工作的重點應放在設計、制造運行可靠、操作、維護簡單、生產效率較高的拉絲機。目前國際上拉絲機的設計制造主要有兩大指導思想;一個是以意大利、德國、瑞典等歐洲工業發達國家為代表，主張拉絲機向大型、高速的活套式、直線式方向發展;另一個是以日本為代表，主張拉絲機有較高的速度，結合先進的輔助設備，向組合式拉絲機方向發展【12】【13】。歐洲國家以先進的機械、電氣工業體系為依托，首先在拉絲模及其潤滑技術和卷筒水冷系統上取得突破，

9、使鋼絲的拉拔速度和質量大大提高，其拉絲機主力是活套式、直線式和水箱拉絲機。日本在拉絲機設計制造方面，與歐洲國家相比稍有差距，但在輔助設備、簡化電氣控制系統等方面作了大量工作;它的指導思想是拉絲機首先應做到操作、維護簡單、方便，用先進高效的輔助設備來提高拉絲生產效率。它首先在交流變頻調速方面取得突破，使拉絲機電氣系統變得比較簡單、可靠、操作、維護都較方便;另一特點是它主張利用組合式拉絲機，在保證鋼絲質量的前提下，盡量降低設備投資。組合式拉絲機充分利用了各種型式拉絲機的優勢，鋼絲質量有較大的提高，并且可以用交流變頻調速的方法使該類組合拉絲機具有象活套式或直線式拉絲機一樣的、具有較大的機器壓縮率的調

10、節范圍，對各種工藝路線適應性強【14】【15】。隨著電線電纜行業的蓬勃發展, 各種產品象雨后春筍一樣出現, 可供選擇的產品及設備也越來越多。線纜制造廠在選擇設備時不再象以前僅僅只是從價格和功能兩方面來考慮, 而是從高效、低耗、高品質、實用、服務等方面對設備提出了更高的要求。拉絲機也正是沿著上述幾個方面進行不斷地更新和發展【16】。2002年4月,在德國多塞爾多夫舉辦的國際電線電纜展覽會上有來自42個國家超過1100個展出單位展示了當今電線電纜行業最新的設備、材料、技術, 其中也展出了許多新型的拉絲機。歐洲設備整體水平(從設計思想、制造工藝、控制系統等方面) 都比國內同行領先了一大步。這些新型的

11、拉絲機從整個設計理念上看, 也正代表著拉絲機發展的方向和趨勢【17】。四、超聲波加工機床及其發展超聲加工機床為實現旋轉超聲加工,一般要由機床本體、超聲波電源、超聲振動系統、主軸旋轉系統、主軸軸向進給系統、軸向力反饋保護系統等組成。超聲振動系統是超聲設備的核心。以前普遍采用的超聲振動系統多為縱向振動方式,并按“全調諧”工作。近年來,對振動系統的工作方式、設計計算、振動方式及應用研究都取得新進展【18】。陜西師范大學聲學所丁大成等研制成一種縱彎型振動系統。利用該振動系統制成的YP型超聲車刀已獲國家專利。其特點是:克服了以往通常采用的“縱2彎”型振動系統的某些不足,且結構簡單,安裝方便,節能。日本還

12、研制成一種“縱2扭”型超聲復合振動系統,壓電換能器采用兩組壓電陶瓷片,一組產生縱向振動,另一組產生扭轉振動。復合振動系統與四邊形油石連接后,其縱向振動頻率29. 4kHz, 扭轉振動頻率為19. 4kHz【19】。國內外研究表明,超聲旋轉加工是一種有效的加工方法,但有關設備、加工工藝相關技術正待研究開發。傳統的超聲加工機床自動化程度低,操作麻煩。隨著計算機技術的不斷發展,為了實現機床操作的自動化,現在清華大學已經開發了完全數控化的旋轉超聲加工機床,以工控PC為硬件基礎,其數控系統由Z軸進給控制,旋轉電機控制,自動頻率跟蹤控制等功能模塊組成。天津大學也在超聲加工機床方面做了很多研究,對機床進行了

13、模塊化設計研究,有利于產品的更新換代,可縮短設計和制造周期,降低成本,性能穩定可靠, 且給今后的維修帶來方便。超聲加工技術是非常有效的加工手段, 其發展和應用促進了超聲加工機床的發展, 且隨著現代工業的需要, 有進一步開發研究的必要【20】。參考文獻【1】H.H.JO，S.K.Lee.Pass schedule design system in the dry wire-drawing process of high carbon steel.Proc lnstn mech Engrs，Vol 216【2】曹鳳國，張勤儉. 超聲加工技術. 北京：化學工業出版社，2004【3】A.B.Dove.

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18、動，根據大功率復合棒換能器的極限功率，一般受壓電陶瓷片的電極限、力極限和熱極限的限，本課題設計中，選取合適的參數，經過計算選擇壓電陶瓷換能器。對于功率超聲系統的另一重要零部件變幅桿，其是一個無源器件，本身不產生振動，只是將輸入的振動改變振幅后再傳遞出去，同時也完成了阻抗的變換。由于工作時的負載情況，單一變幅桿能起到減小換能器與變幅桿之間的能量損耗，延長其使用壽命的作用，因此本課題設計的功率超聲振動系統采用單一變幅桿。2.振動方式選擇由于振動同時施加于內膜和外膜效果最好，因此本設計選擇了正交復合超聲振動方式，他能使拉絲機的張力調節周期有效延長3倍以上，使拉絲更趨于穩定，產品的表面質量更好。3.拉絲機的結構：拉絲機是金屬制品企業用于線材拉拔的通用設備，應用范圍廣、品種多、數量大，拉絲機性能的高低直接影響銅絲產品的質量。通過綜合的比較，一種新型的臥式連續拉絲機的性能最好，能達到產品的工藝要求。然后分