特种加工 超声加工小论文

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1、目录1前言22超声波及其特性22.1超声波的定义22.2超声波的特性23超声加工33.1超声加工的基本原理33.2超声加工的特点43.3超声加工设备44超声加工的应用54.1型孔、型腔加工54.2切割加工54.3复合加工54.4超声清洗64.4.1超声清洗的原理64.4.2超声清洗的特点65结论7参考文献77超声加工作者：指导教师：摘要：传统的机械加工已有很久的历史，它对人类生产和物质文明起到了极大的作用。随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术向着高精度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展。因此，特种加工作为一个时代强音等上舞

2、台，它就具备了上述特点。本文就对特种加工里的超声加工进行了系统性的介绍，展现了超声加工的强大优势和发展潜力。关键词：超声波超声加工超声加工的应用1前言超声加工（UltrasonicMachining,USM）有时候也称超声波加工，是特种加工的一种。有些特种加工，像电火花加工和电化学加工都只能加工金属导电材料，不易加工不导电的非金属材料。然而超声加工不仅能加工硬质合金、淬火刚等硬脆金属材料，而且更适合于加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料，同时还可以用于清洗、焊接和探伤等。2超声波及其特性2.1超声波的定义声波是人耳能感受的一种纵波，它的频率在16～16

3、000Hz范围内。当频率超过16000Hz超出一般人耳听觉范围，就称为超声波。2.2超声波的特性超声波和声波一样，可以在气体、液体和固体介质中纵向传播，它主要具有下列特性：7（1）超声波能传递很强的能量。超声波的作用主要是对其传播方向上的障碍物施加压力（声压）。因此，有时可用这个压力的大小来表示超声波的强度，传播的波动能量越强，则压力也越大。（2）当超声波经过液体介质传播时，将以极高的频率压迫液体质点振动，在液体介质中连续地形成压缩和稀疏区域，由于液体基本上不可压缩，由此产生压力正、负交变的液压冲击和空化现象。由于这一过程时间极短，液体空腔闭合压力可达几十个大气压，并产

4、生巨大的液压冲击。这一交变的脉冲压力作用在邻近的零件表面上会使其破坏，引起固体物质分散、破碎等效应。（3）超声波通过不同介质时，在界面上发生波速突变，产生波的反射和折射现象。能量反射的大小，决定于这两种极致的波阻抗。（4）超声波在一定条件下，会产生波的干涉和共振现象。3超声加工超声加工是利用超声振动的工具，带动工件和工具间的磨料悬浮液，冲击和抛磨工件的被加工部位，使其局部材料被蚀除而成粉末，以进行穿孔、切割和研磨等，以及利用超声波振动使工件相互结合的加工方法。3.1超声加工的基本原理超声加工是利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种方法。原理如图3-1

5、所示，在工具和工件之间加入液体（水或煤油等）和磨料混合悬浮液，并使工具以很小的力F轻轻压在工件上。超声换能器产生16000Hz以上的超声频纵向振动，并借助于变幅杆把振幅放大到0.05～0.1mm左右，驱动工具端面作超声振动，迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，把被加工图3-1表面的材料粉碎成很细的微粒，从工件上打击下来。7虽然每次打击下来的材料很少，但由于每秒钟打击的次数多达16000次以上，所以仍有一定的加工速度。与此同时，工作液受工具端面超声振动作用而产生的高频、交变的液压正负冲击波和“空化”作用，促使工作液钻入被加工材料的细微裂缝

6、处，加剧了机械破坏作用。既然超声加工是基于局部撞击作用，因此就不难理解，越是脆硬的材料，受撞击作用所受破坏就越大，越易超声加工。相反，脆性和硬度不大的韧性材料，由于它的缓冲作用而难以加工。3.2超声加工的特点基于它的工作原理，超声加工主要有一下特点：（1）不受材料是否导电的限制；（2）工具对工件的宏观作用力小、热影响小，表面粗糙度好，因而可加工薄壁、窄缝薄片工件；（3）被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或强度、韧性越大则越难加工；（4）由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度应比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低于工件材料；（5）可以与其他多种加工方法结

7、合应用，如超声振动切削、超声电火花加工和超声电解加工等。3.3超声加工设备各种超声加工的设备虽然功率大小和结构形状有所不同，但其组成部分基本相同，一般包括超声发生器、超声振动系统、机床本体和磨料工作液循环系统。（1）超声发生器7超声波发生器，通常称为超声波电箱、超声波发生源、超声波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点