超声波抛光的基本原理、设备介绍、特点以及抛光工艺

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1、超声波抛光的基本原理、设备介绍、特点以及抛光工艺概念：一般人耳能听到的声波为16－16000Hz，＜16Hz的声波称为次声波，＞16000Hz的声波称为超声波。用于加工和抛光的超声波频率为16000－25000Hz，与普通声波相比具有频率高、波长短、能量大和较强的束射性。1.基本原理超声波加工和抛光是利用工具端面作超声频振动，迫使磨料悬浮液对硬脆材料表面机械加工的一种方法。主要作用是：磨粒在超声振动下，以很大的速度和加速度不断撞击加工表面，对加工表面的微凸部分进行微切削加工，从而达到抛光的目的。2、特点1、适用于加工硬脆材料和不导电的非金属材料。2、工

2、具对工件的作用力和热影响较小，不产生变形、烧伤和变质层，加工精度达0.01-0.02mm,粗糙度达1－0.1μm。3、可以抛光薄壁、薄片、窄缝和低刚度的零件。4、设备简单，使用维修方便，操作容易，成本较低。5、抛光头无转动，可以做成复杂形状，抛光复杂型腔。3、设备简介（图7-10）主要有超声波发生器、换能器和机械振动系统组成。1、超声波发生器将50Hz的交流电转变成为具有一定功率输出的超声波电振荡。2、换能器将电振荡变成机械振动。有压电效应式和磁致伸缩效应式两种。3、机械振荡系统主要有变幅杆和振动工具，变幅杆又叫振荡扩大器，将换能器出来的0.005-0

3、.01mm振幅提高到0.01－0.1mm。变幅杆的形式有：圆锥形、指数形和阶梯形等。工具和变幅杆之间采用机械连接或胶合方式连接，工具沿轴向振动，工具头有固定磨料式和游离磨料式两种。◆固定式：金刚石油石、电镀金刚石锉刀、刚玉油石等。主要用于粗抛光。◆游离式：常采用硬木、竹片等材料，在研磨表面涂上研磨粉和工作液的混合剂，（研磨粉一般为氧化铝或碳化硅等，工作液一般式煤油或水等），通过超声振动使磨料产生高速运动达到撞击零件表面的作用。4、抛光工艺（1）抛光余量电火花加工后的模具型腔，进行超声抛光的余量一般为0.02-0.04mm,特殊情况下抛光余量应≤0.15

4、mm。（2）抛光的方式一般都要经过粗抛、细抛和精抛三个阶段。粗抛：采用固定式磨料或180号左右的磨料进行；细抛：采用游离式磨料，粒度在W40左右；精抛：采用W5-W3.5粒度的磨料进行干抛，不加工作液。5、影响抛光效率的因素（1）工具的振幅和频率从原理上讲，增大振幅和频率会提高抛光的效率，但过大又会增加能量的消耗和降低变幅杆和工具的使用寿命，一般情况下振幅控制在0.01-0.1mm,频率控制在16000－25000Hz之间。（2）工具对零件表面的静压力抛光式工具对工件的进给力称为静压力。压力过大，磨料和工作液不能顺利更新和交换，降低生产效率。压力过小，

5、降低磨粒对工具的撞击力和切削能力，同样降低效率。（3）磨料的种类和粒度高硬度材料的抛光选择碳化硼磨料；硬度不高的脆性材料采用碳化硅磨料。磨料的粒度于振幅有关：当振幅≥0.05mm时，磨粒愈大加工效率愈高；当振幅＜0.05mm时，磨粒愈小加工效率愈高。（4）料液比磨料混合剂中磨料和工作液的体积或质量之比称为料液比。过大或过小都会使抛光效率降低。常用的料液比为0.5－1。6、超声抛光时影响抛光表面质量的因素抛光的质量指标主要是表面粗糙度，它与磨料粒度、工件材料的性质、工具的振幅等有关，通常是：粒度小，材料硬，超声振幅小，则表面粗糙度的改观就愈大。此外，煤油

6、和机油比水质工作液效果要好。参考资料：http://news.momo35.com/list_36.html