精密与特种加工第8章超声波加工

1、第8章 超声波加工超声波加工 超声波加工有时也称超声加工 (Ultrasonic Machining)。 超声波加工不仅能加工硬质合金、淬火钢 等脆硬金属材料，而且更适合于加工玻璃、 陶瓷、半导体锗、硅片等不导电的非金属 脆硬材料，同时还可以应用于清洗、焊接、 探伤、测量、冶金等其他方面。 8. 8. 超声波加工超声波加工 （Ultrasonic Machining , USM)Ultrasonic Machining , USM) 超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 超声加工设备及其组成部分超声加工设备及其组成部分 超声加工速度、精度、表面质量及其影响超声加工速度、精度、表面质

2、量及其影响 因素因素 超声波的应用技术超声波的应用技术 超声加工新技术超声加工新技术 8.1 8.1 超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点 8.1.1 8.1.1 超声波及其特性超声波及其特性 8.1.2 8.1.2 超声加工的基本原理超声加工的基本原理 8.1.3 8.1.3 超声加工的特点超声加工的特点 8.1.1 8.1.1 超声波及其特性超声波及其特性 振动在弹性介质内的传播称为波动振动在弹性介质内的传播称为波动, 简称波。简称波。 波动的物理实质是能量的传递过程。波动的物理实质是能量的传递过程。 8.1.1 8.1.1 超声波及其特性超声波及其特性 v 超声波的频率范围超

3、声波的频率范围 可闻声波：频率在可闻声波：频率在1616000 Hz之间的声波。之间的声波。 次声波：频率低于次声波：频率低于16 Hz的声波。的声波。 超声波：频率高于超声波：频率高于16000 Hz的声波。的声波。 特超声波：频率高于特超声波：频率高于 Hz的声波。的声波。 10 10 v超声波的特性超声波的特性 超声波和声波一样，超声波和声波一样，可以在气体、液体和固体介质中传播。可以在气体、液体和固体介质中传播。由于超声由于超声 波频率高、波长短、能量大，所以传播时反射、折射、共振及损耗等波频率高、波长短、能量大，所以传播时反射、折射、共振及损耗等 现象更显著。现象更显著。在不同的介质

4、中，超声波传播的速度在不同的介质中，超声波传播的速度c亦不同亦不同; 传递速度传递速度 c = f ，-波长，波长， f-频率频率 不同介质中传播速度不同不同介质中传播速度不同 c空气 空气=331m/s， c水水=1430m/s c铁 铁=5850m/s v超声波的特性超声波的特性 可传递很强的能量可传递很强的能量 超声波的作用超声波的作用主要是对其传播方向的物体施加压力主要是对其传播方向的物体施加压力( (声压声压) )。 因此，可用这个压力的大小表示超声波的强度，传播的波因此，可用这个压力的大小表示超声波的强度，传播的波 动能量越强，则压力越大。动能量越强，则压力越大。 振动能量的强弱，

5、用振动能量的强弱，用能量密度能量密度来衡量。能量密度就是通过来衡量。能量密度就是通过 垂直于波的传播方向的单位面积上的能量，用符号垂直于波的传播方向的单位面积上的能量，用符号J J来表来表 示，单位为示，单位为WWcmcm2 2。 v超声波的特性超声波的特性 可传递很强的能量可传递很强的能量 传播的能量密度传播的能量密度 垂直于波的传播方向单位面积上的能量垂直于波的传播方向单位面积上的能量 J=J=c (Ac (A) )2 2/2/2 弹性介质的密度弹性介质的密度(kg(kgm3)m3)； cc弹性介质中的波速弹性介质中的波速(m(ms)s)； AA振动的振幅振动的振幅(mm)(mm)； 圆频

6、率圆频率(rad(rads)s)，=2f=2f。 固体、液体的固体、液体的 和和c c大大 J J大大 由于超声波的频率很高，其能量密度可达 100Wm2以上。超声波在液体或 固体中 传播时，由于介质密度和振动频率f 比空 气中传播声波时高许多倍，因此同一振幅 时，液体、固体中的超声波强度、功率、 能量密度要比空气中的声波高千万倍。 v 超声波的特性超声波的特性 在液体介质中传播时，在界面上产生在液体介质中传播时，在界面上产生 液压冲击液压冲击 空化现象空化现象 形成真空，产形成真空，产 生气泡生气泡 空泡闭合，形空泡闭合，形 成压力成压力 高频上下运动：高频上下运动： f f 16kHz16

7、kHz 工具端面以很大的加速度离开工件表面时， 加工间隙内形成负压和局部真空，在磨料液 内形成很多微空腔；当工具端面以很大的加 速度接近工件表面时，空泡闭合，引起极强 的液压冲击波，从而使脆性材料产生局部疲 劳，引起显微裂纹。强化加工过程的进行。 v 超声波的特性超声波的特性 通过不同介质时，波速突变通过不同介质时，波速突变 折射折射 反射反射 介质的波阻抗介质的波阻抗c 之差越大，反射率越大之差越大，反射率越大 连接面间加入凡士林或机油（减少能量损耗）连接面间加入凡士林或机油（减少能量损耗） 固体固体(液体液体)空气空气 反射率反射率100%100% v 超声波的特性超声波的特性 超声波会产

8、生干涉和共振现象，出现波的叠加作用，超声波会产生干涉和共振现象，出现波的叠加作用， 从而获得更大的加工能量。从而获得更大的加工能量。 距入射端距离为距入射端距离为x x的的b b点处：点处： 入射波入射波 反射波反射波 合成波合成波 共振的条件：共振的条件： 杆长为半波长的整数倍，杆长为半波长的整数倍，L= k/2L= k/2 波节波节MM点处：不振动点处：不振动 A B M T x Aaaa 2 sin 2 cos2 反入合 )(2sin x T t Aa 入 )(2sin x T t Aa 反 8.1.2 8.1.2 超声加工的基本原理超声加工的基本原理 超声波加工是利用工具端面的超声波加

9、工是利用工具端面的 超声振动，通过磨料悬浮液加超声振动，通过磨料悬浮液加 工脆硬材料的一工脆硬材料的一 种成型方法，种成型方法， 加工原理如右图所示。加工原理如右图所示。 超声发生器将交流电转变为超超声发生器将交流电转变为超 声电振荡；声电振荡； 换能器将电振荡转变为机械振换能器将电振荡转变为机械振 动；动； 变幅杆将振幅放大至变幅杆将振幅放大至0.050.05 0.1mm0.1mm，驱动工具作超声振动。，驱动工具作超声振动。 8.1.2 8.1.2 超声加工的基本原理超声加工的基本原理 工具推动磨料高速撞击、工具推动磨料高速撞击、 抛磨工件，击碎工件表面抛磨工件，击碎工件表面 材料，并使之去

10、除；材料，并使之去除； 工作液产生的液压冲击波工作液产生的液压冲击波 和空化作用加快了表面材和空化作用加快了表面材 料的裂纹扩展和破坏。料的裂纹扩展和破坏。 超声波加工是机械撞击、超声波加工是机械撞击、 抛磨、空化作用的综合结抛磨、空化作用的综合结 果。其中撞击起主要作用。果。其中撞击起主要作用。 空化作用空化作用 加速磨料对工件表面的破碎作加速磨料对工件表面的破碎作 用用 加快磨料更新速度加快磨料更新速度 有助于排屑有助于排屑 8.1.3 8.1.3 超声加工的特点超声加工的特点 v适合加工各种硬脆材料适合加工各种硬脆材料 v加工质量高，尺寸精度加工质量高，尺寸精度0.010.02mm0.0

11、10.02mm， Ra0.630.08mRa0.630.08m，无残余应力，无残余应力 宏观切削力小，切削热小，适合加工薄壁、窄宏观切削力小，切削热小，适合加工薄壁、窄 缝、低刚度件缝、低刚度件 v可加工复杂型面及型腔；超声加工机床的结构可加工复杂型面及型腔；超声加工机床的结构 比较简单，操作、维修比较简单，操作、维修 方便。方便。 v对于导电的硬质金属材料，如淬火钢、硬质合对于导电的硬质金属材料，如淬火钢、硬质合 金等，也能进行加工，但加工生产率较低。金等，也能进行加工，但加工生产率较低。 v工具有损耗工具有损耗 8.2 8.2 超声加工设备及其组成部分超声加工设备及其组成部分 超声波发生器

12、超声波发生器 超声振动系统超声振动系统 超声换能器超声换能器 变幅杆变幅杆 工具工具 机床本体机床本体 辅助系统辅助系统 磨料悬浮液循环系统磨料悬浮液循环系统 换能器冷却系统换能器冷却系统 1-1-工作台工作台 2-2-上具上具 3-3-变幅杆变幅杆 4-4-换能器换能器 5-5-导轨导轨 6-6-支架支架 7-7-平衡重锤平衡重锤 1 2 3 5 4 6 7 CSJ-2型型 超声加工机床超声加工机床 超声波加工设备又称超声波加工装置超声波加工设备又称超声波加工装置 ，尽管不同功率大小、不同公司生产，尽管不同功率大小、不同公司生产 的超声波加工设备在结构形式上各不的超声波加工设备在结构形式上各

13、不 相同，但其组成部分基本相同。相同，但其组成部分基本相同。 作用是将工频交流电转变为有作用是将工频交流电转变为有 一定功率输出的超声频电振荡，一定功率输出的超声频电振荡， 以提供工具端面往复振动和去以提供工具端面往复振动和去 除被加工材料的能量除被加工材料的能量 基本要求：输出功率和频率在一基本要求：输出功率和频率在一 定范围内连续可调，最好能具有定范围内连续可调，最好能具有 对共振频率自动跟踪和自动微调对共振频率自动跟踪和自动微调 的功能；还要求结构简单、工作的功能；还要求结构简单、工作 可靠、价格便宜、体积小等可靠、价格便宜、体积小等 有电子管式、晶体管式有电子管式、晶体管式 8.2.1

14、 8.2.1 超声波发生器超声波发生器 作用：将工频交流电转变为有一定作用：将工频交流电转变为有一定 功率输出的超声频电振荡功率输出的超声频电振荡 作用：将超声波发生器输作用：将超声波发生器输 出的高频率振荡电能转变出的高频率振荡电能转变 为机械振动能，并通过变为机械振动能，并通过变 幅杆使工具端面作高频率、幅杆使工具端面作高频率、 小振幅振动以进行超声加小振幅振动以进行超声加 工。工。 组成：换能器、变幅杆和组成：换能器、变幅杆和 工具。工具。 8.2.2 8.2.2 超声振动系统超声振动系统 v 超声换能器超声换能器 作用：将超声频电振荡信号转换为超声频机械作用：将超声频电振荡信号转换为超

15、声频机械 振动。振动。 分类：压电式换能器（利用压电效应制成）分类：压电式换能器（利用压电效应制成） 磁致伸缩式换能器（利用磁致伸缩效应磁致伸缩式换能器（利用磁致伸缩效应 制成制成 ） 压电效应压电效应 p 石英晶体、钛酸钡（石英晶体、钛酸钡（BaTiO3）陶瓷、锆钛酸铅陶瓷、锆钛酸铅 （ZrPbTiO3）压电陶瓷等物质受外力变形时，压电陶瓷等物质受外力变形时， 在界面上产生电势；或者相反的情况在界面上产生电势；或者相反的情况 。 磁致伸缩效应磁致伸缩效应 p 铁、钴、镍及其合金的长度能随其所处的铁、钴、镍及其合金的长度能随其所处的磁场强度的磁场强度的 变化而伸缩变化而伸缩的现象。的现象。 p

16、 较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。 变幅杆变幅杆 p作用：作用：将换能器获得的超声振动振幅加以将换能器获得的超声振动振幅加以 扩大扩大，以达到加工所需的振幅。，以达到加工所需的振幅。 p分类分类 ： 锥形锥形-扩大比较小（扩大比较小（5-5- 1010倍），易制造。倍），易制造。 指数形指数形-扩大比中等扩大比中等 （10201020倍），难制造。倍），难制造。 阶梯形阶梯形-扩大比大（扩大比大（2020 倍以上），易制造。倍以上），易制造。 扩大振幅的原因扩大振幅的原因 p通过变幅杆任一截面的振动能量不变（传通过变幅杆任一截面的振动能量不变

17、（传 播损耗不记）播损耗不记）; p截面越小，能量密度越大截面越小，能量密度越大 ，振动振幅也就，振动振幅也就 越大越大; p能量密度与振幅的平方成正比能量密度与振幅的平方成正比。 振幅常数；能量密度；式中，AKJ 2/ 2 KAJ v 工具工具 作用：推动磨料和悬浮液冲击工件表面，作用：推动磨料和悬浮液冲击工件表面， 加工出形状和尺寸。加工出形状和尺寸。 形状和尺寸：取决于被加工表面的形状形状和尺寸：取决于被加工表面的形状 和尺寸，它们相差一个和尺寸，它们相差一个“加工间隙加工间隙”。 材料材料 ：4545钢、碳素工具钢一般硬钢、碳素工具钢一般硬 脆材料；脆材料； 硬质合金、淬火钢加工精硬质

18、合金、淬火钢加工精 度高；度高； 金刚石镀覆特殊要求。金刚石镀覆特殊要求。 注意事项：部件之间应连接紧密注意事项：部件之间应连接紧密 螺纹连接处：涂凡士林油螺纹连接处：涂凡士林油 p 1工作台；工作台； p 2工具；工具； p 3变幅杆；变幅杆； p 4换能器；换能器； p 5标尺；标尺； p 6导轨；导轨； p 7支架；支架； p 8平衡重锤平衡重锤 8.2.3 超声加工机床超声加工机床 加工压力调节：加工压力调节： 声部的自重声部的自重 - - 平衡重平衡重 调压机构：杠杆、弹簧、气动、电磁铁调压机构：杠杆、弹簧、气动、电磁铁 （1 1）工作液）工作液 常用、效果较好常用、效果较好水水 表

19、面质量要求高表面质量要求高煤油或机油煤油或机油 （2 2）磨料）磨料 碳化硅或氧化铝、碳化硼、金刚石粉碳化硅或氧化铝、碳化硼、金刚石粉 生产率要求高生产率要求高颗粒大颗粒大 加工精度、表面质量要求高加工精度、表面质量要求高颗粒小颗粒小 （3 3） 循环系统循环系统 小型加工设备小型加工设备人工浇注、定期更换人工浇注、定期更换 大型加工设备大型加工设备流量泵自动供给流量泵自动供给 工具、变幅杆尺寸较大工具、变幅杆尺寸较大在其中开孔，由孔内抽吸。在其中开孔，由孔内抽吸。 8.2.4 磨粒悬浮液循环系统磨粒悬浮液循环系统 8.3 8.3 超声加工速度、精度、表面质量超声加工速度、精度、表面质量 及其

20、影响因素及其影响因素 定义：加工速度指单位时间内去除材料的多少，定义：加工速度指单位时间内去除材料的多少， 以以mm3/minmm3/min或或g/ming/min为单位来表示。为单位来表示。 影响加工速度的因素：主要有工具的振幅和频影响加工速度的因素：主要有工具的振幅和频 率、进给压力、磨料的种类和粒度、被加工材率、进给压力、磨料的种类和粒度、被加工材 料、磨料悬浮液的浓度。料、磨料悬浮液的浓度。 8.3.1 加工速度及其影响因素加工速度及其影响因素 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（1 1） 工具的振幅和频率工具的振幅和频率 振幅振幅A A 冲击力冲击力 加工速度加工速度 频率频率f

21、 f 冲击次数冲击次数 加工速度加工速度 过大过大内应力内应力 工具寿命工具寿命 过大过大能量损失能量损失 加工速度加工速度 一般：一般：A=0.01A=0.010.1mm0.1mm，f f =1625kHz=1625kHz 在实际加工中需根据不同工具调至共振频率，以获得最大振幅，从而在实际加工中需根据不同工具调至共振频率，以获得最大振幅，从而 达到较高的加工速度。达到较高的加工速度。 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（2 2） 进给压力进给压力 加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。 过小过小工作间隙工作间隙冲击力冲击力加工速度加工速度 过大过

22、大磨料被挤出来磨料被挤出来 加工速度加工速度 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（3 3） 磨料的硬度和粒度磨料的硬度和粒度 加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。 硬度硬度 加工速度加工速度（要考虑价格成本）（要考虑价格成本） 加工宝石、金刚石等超硬材料，必须选用金刚石；加工淬火钢、硬质加工宝石、金刚石等超硬材料，必须选用金刚石；加工淬火钢、硬质 合金，应选用碳化硼、碳化硅；加工玻璃、石英和硅、锗等半导体材料，合金，应选用碳化硼、碳化硅；加工玻璃、石英和硅、锗等半导体材料， 选用氧化铝磨料。选用氧化铝磨料。 粒度粒度越粗（粒度号越粗（

23、粒度号 ）加工速度加工速度 加工精度加工精度 表面质量表面质量 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（4 4） 磨料悬浮液的浓度磨料悬浮液的浓度 浓度浓度过小过小磨粒数磨粒数加工速度加工速度 浓度浓度 加工速度加工速度 浓度浓度过大过大能量损失能量损失 加工速度加工速度 更新速度更新速度 加工速度加工速度 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（5 5） 磨料悬浮液的类型磨料悬浮液的类型 水水加工速度加工速度高高 煤油、汽油煤油、汽油 加工速度加工速度较低较低 精度精度高高 影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（6 6） 工件材料工件材料 脆性脆性受冲击载荷的能力受冲击载荷的能力加工速度加

24、工速度 8.3.2 8.3.2 加工精度及其影响因素加工精度及其影响因素 超声波的加工精度，除了机床、夹具精度影响外，超声波的加工精度，除了机床、夹具精度影响外， 主要与以下因素有关：主要与以下因素有关： （1）磨料粒度与均匀性；）磨料粒度与均匀性； （2）工具精度及其磨损情况；）工具精度及其磨损情况； （3）工具横向振动大小；）工具横向振动大小； （4） 加工深度；加工深度； 超声波加工的孔径范围超声波加工的孔径范围0.190mm，孔深为孔径，孔深为孔径 的的1020倍以上。孔的精度可达倍以上。孔的精度可达0.02mm或更或更 高。高。 影响加工精度的因素（影响加工精度的因素（1 1） 磨料

25、粒度与均匀性磨料粒度与均匀性 粒度粒度越细（粒度号越细（粒度号 ）加工精度加工精度 在加工深孔时，细磨粒有利于减小孔的锥度在加工深孔时，细磨粒有利于减小孔的锥度 磨料均匀性磨料均匀性 加工精度加工精度 选择均匀性好的磨料，经常更换磨料（选择均匀性好的磨料，经常更换磨料（1015h1015h） 影响加工精度的因素（影响加工精度的因素（2 2） 工具精度及其磨损情况工具精度及其磨损情况 复制加工，工具精度复制加工，工具精度加工精度加工精度 工具磨损影响加工精度，例如加工孔时，工具下端工具磨损影响加工精度，例如加工孔时，工具下端 加工时间长，磨损比较严重，加工出的孔有锥度加工时间长，磨损比较严重，加

26、工出的孔有锥度 将粗、精加工分开，并相应更换磨粒粒度，合理选择工具材料将粗、精加工分开，并相应更换磨粒粒度，合理选择工具材料 影响加工精度的因素（影响加工精度的因素（3 3） 工具横向振动大小工具横向振动大小 会引起磨粒对孔壁的二次加工，在孔深方向上形成会引起磨粒对孔壁的二次加工，在孔深方向上形成 从进口端至出口端逐渐减小的锥度，加工后的孔径从进口端至出口端逐渐减小的锥度，加工后的孔径 相对于工具尺寸有一个扩大量相对于工具尺寸有一个扩大量 影响加工精度的因素（影响加工精度的因素（4 4） 加工深度加工深度 加工深度加工深度加工精度加工精度 8.3.3 8.3.3 加工表面质量及其影响因素加工表

27、面质量及其影响因素 超声波加工具有良好的表面质量，不会产超声波加工具有良好的表面质量，不会产 生表面变质层和烧伤；生表面变质层和烧伤； 超声波加工的表面粗糙度主要与磨粒尺寸、超声波加工的表面粗糙度主要与磨粒尺寸、 工件材料性质、超声波振幅以及磨料悬浮工件材料性质、超声波振幅以及磨料悬浮 液的成分等有关。液的成分等有关。 磨粒尺寸愈大，超声振幅愈大，工件材料越脆，生产率愈高，磨粒尺寸愈大，超声振幅愈大，工件材料越脆，生产率愈高， 表面粗糙度大；表面粗糙度大； 用煤油或者润滑油代替水可使表面粗糙度值减小，提高表面用煤油或者润滑油代替水可使表面粗糙度值减小，提高表面 质量。质量。 8.4 8.4 超

28、声波的应用技术超声波的应用技术 型孔、型腔加工型孔、型腔加工 超声切割加工超声切割加工 超声清洗超声清洗 超声波焊接超声波焊接 超声波复合加工超声波复合加工 无损检测无损检测 超声波在生活中的其他应用超声波在生活中的其他应用 8.4.1 型（腔）孔加工型（腔）孔加工 超声波目前主要应用在超声波目前主要应用在脆硬材料脆硬材料的圆孔、的圆孔、 型孔、型腔、套料、微细孔等的加工。型孔、型腔、套料、微细孔等的加工。 微细孔加工微细孔加工 近几年来，超声波加工已向近几年来，超声波加工已向微细加工微细加工 领域扩展，日本东京大学工业科学学院采用领域扩展，日本东京大学工业科学学院采用 超声波加工方法，加工出

29、了超声波加工方法，加工出了 玻璃上直径玻璃上直径9m的微孔的微孔 8.4.2 切割加工切割加工 对于难以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石对于难以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石 英、硅、宝石等用超声波加工具有切片薄、切口窄、英、硅、宝石等用超声波加工具有切片薄、切口窄、 精度高、生产率高、经济性好等优点。精度高、生产率高、经济性好等优点。 8.4.3超声波清洗超声波清洗 p原理：原理：基于清洗液在超声波作用下产生基于清洗液在超声波作用下产生空化效空化效 应应的结果。空化效应产生的强烈冲击液直接作的结果。空化效应产生的强烈冲击液直接作 用到被清洗的部位，使污物遭到破坏，并从被用到被清

30、洗的部位，使污物遭到破坏，并从被 清洗表面脱落下来。清洗表面脱落下来。 p应用：应用：主要用于几何形状复杂、清洗质量要求主要用于几何形状复杂、清洗质量要求 高高而用其它方法清洗效果差的中小精密零件，而用其它方法清洗效果差的中小精密零件， 特别是工件上的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、特别是工件上的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、 沟槽、窄缝等部位的精清洗，生产率和净化率沟槽、窄缝等部位的精清洗，生产率和净化率 都很高。都很高。 目前在半导体和集成电路元件、仪器仪表目前在半导体和集成电路元件、仪器仪表 零件、电真空器件、光学零件、医疗器械等的零件、电真空器件、光学零件、医疗器械等的 清洗中应用。清洗中应用。

31、 图7-20 超声波清洗装置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1清洗槽； 2变幅杆； 3压紧螺钉； 4压电陶瓷换能器； 5镍片()； 6镍片()； 7接线螺钉； 8垫圈； 9钢垫块 8.4.4超声波焊接超声波焊接 p原理：原理：利用超声振动作用去除工件表面的氧化利用超声振动作用去除工件表面的氧化 膜，使工件露出本体表面，使两个被焊工件表膜，使工件露出本体表面，使两个被焊工件表 面在高速振动撞击下摩擦发热并亲和粘在一起。面在高速振动撞击下摩擦发热并亲和粘在一起。 p 应用：应用：用于焊接尼龙、塑料及表面易生成氧化膜的铝制品，还可用于焊接尼龙、塑料及表面易生成氧化膜的铝制品，还可 以在陶瓷等非

32、金属表面挂锡、挂银，从而改善这些材料的可焊性；以在陶瓷等非金属表面挂锡、挂银，从而改善这些材料的可焊性； 焊接一般很难焊接的稀有金属，如钛、钼等焊接一般很难焊接的稀有金属，如钛、钼等 。 超声波塑料焊接机超声波塑料焊接机 8.4.5复合加工复合加工 采用采用超声波加工硬质合金、耐热合金等硬质金属超声波加工硬质合金、耐热合金等硬质金属 材料时加工速度低，工具损耗大，为了提高加工速度材料时加工速度低，工具损耗大，为了提高加工速度 和降低工具损耗，和降低工具损耗，采用超声波电解加工或电火花加工采用超声波电解加工或电火花加工 相结合来加工相结合来加工喷油嘴、喷丝板上的孔或窄缝，这样可喷油嘴、喷丝板上的

33、孔或窄缝，这样可 大大提高生产率和质量。大大提高生产率和质量。 （1）超声电解复合加工）超声电解复合加工 辅以超声振动的复合电解加工。用于难加工材料的辅以超声振动的复合电解加工。用于难加工材料的 表面光整及深小孔加工。表面光整及深小孔加工。 （2）超声电火化复合加工）超声电火化复合加工 p 原理：原理：在普通电火花加工时，引入超声波，使电极在普通电火花加工时，引入超声波，使电极 工具端面作超声振动。超声声学部件夹固在电火花加工具端面作超声振动。超声声学部件夹固在电火花加 工机床的主轴头下部，脉冲电源加在工具和工件上，工机床的主轴头下部，脉冲电源加在工具和工件上， 加工时主轴作伺服进给，工具端面作超声振动。加工时主轴作伺服进给，工具端面作超声振动。 p 效果：效果：不加超声时电火花精加工的放电脉冲利用率不加超声时电火花精加工的放电脉冲利用率 为为3%