第六讲___超声波加工.ppt

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1、超声加工也称超声波加工（简称USM），超声加工不仅能加工金属导电材料，而且更适宜加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料，还可以用于清洗和探伤等。提问：何谓超声波？它具有什么特点？特种加工——超声波加工声波是人耳能感受的一种纵波，频率在16~16000Hz范围内。当频率超过16000Hz时超出一般人耳听觉范围，就成为超声波。人耳听不到的地震等频率低于16Hz，称为次声波。超声波的定义1）超声波能传递很大的能量，对传播方向上的障碍物施加压力（声压）。2）当超声波在液态介质中传播时，在介质中连续形成压缩和稀疏区域，产生压力正负交变的液压冲击和空化现象

2、；利用巨大的液压冲力使零件表面破坏、引起固体物质分散、破碎等效应。超声波的特点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；4）超声波在一定条件下，会产生波的干涉和共振现象。超声波的特点超声波加工原理它是利用超声振动为工具进行加工的。加工时，在工件和工具之间加入液体（水或煤油）和磨料混合的悬浮液，并使工具以很小的力F轻轻压在工件上。超声波发生的超声频振荡，通过换能器转换成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。变幅杆驱动工具作超声振动，并以工具端面迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度不断撞击和

3、研磨工件表面，把工件加工区域内的材料破碎成很细的微粒并打击下来。超声波加工原理超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用等的综合结果，其中磨粒的撞击作用是主要的。既然是基于局部的撞击作用，可见，越是硬脆的材料，受到的破坏越大，也就越好加工。反之，脆性和硬度不大的塑性材料，由于有缓冲作用而难加工。（1）适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷、石英、宝石、金刚石等。（2）工具可用较软的材料做较复杂的形状。（3）工具与工件相对运动简单，使机床结构简单。（4）切削力小、切削热少，不会引起变形及烧伤，加工精度与表面质量也较好。超声波加工的

4、特点超声发生器、超声振动系统（超声换能器、变幅杆）、机床主体、工作液及其循环冷却系统。超声波加工加工设备1、加工速度及其影响(1)工具振幅和频率的影响：实际中应调成共振频率，以获得最大振幅。(2)进给压力的影响(3)磨料种类和粒度的影响：金刚石、碳化硼、碳化硅等。磨粒硬度越高，加工速度越快，但要考虑成本；磨粒粒度越粗，加工速度越快，但精度和表面粗糙度差。(4)被加工材料的影响：越脆越容易加工。(5)磨料悬浮液浓度的影响超声波加工基本规律2、加工精度及其影响机床与夹具精度、磨粒粒度、工具精度及其磨损情况、工具横向振动的大小、加工深度、被加工材料性质等。3、表面质

5、量及其影响具有较好的表面质量，不会产生表面烧伤和表面变质层。磨粒的尺寸较小、工件材料硬度较大、超声振幅较小时，加工表面粗糙度较好。1、型孔和型腔的加工超声波加工的应用型孔与型腔加工2、切割加工3、超声波清洗：利用超声振动在液体中产生的交变冲击波。4、超声波焊接5、复合加工超声波加工的应用