超声波加工技术

1、超声波加工技术一.简介我们这组这次讲的是超声波加工技术.超声波加工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。超声加工技术是特种加工技术之一，往往能应用于传统加工难以完成的难加工材料上。超声去除加工、超声表面光整加工、超声焊接加工、超声处理等超声加工技术。二超声波及其特点1.声波类型振动在弹性介质内的传播称为波动, 简称波。波动的物理实质是能量的传递过程。可闻声波：频率在16160000 Hz之间的声波。次声波：频率低于16 Hz的声波。超声波：频率高于16000

2、 Hz的声波。特超声波：频率高于1010 Hz的声波。2、超声波的基本特性（ 1）超声波与声波一样，在气体、液体和固体等不同弹性介质中传播时，其传播速度不同。 （ 2）超声波能传递很强的能量，它对其传播方向上的障碍物施加压力（声压） 。超声波是一种纵波，其振动能量的强弱可用能量密度来衡量 , 其能量密度可达 100W/cm2 以上。（ 3）超声波在液体介质中传播时，可在界面上强化加工过程的进产生强烈的冲击和空化作用，行。）超声波会产生反射、干涉和共振现象，出（4 现波的叠加作用，从而获得更大的加工能量。三超声波加工的原理与特点1、超声波加工的基本原理推动磨料超声波加工是利用超声波作动力，以极高

3、的速度冲击工件表面，工件材料在磨料打击下被破坏、脱落。A. 超声发生器将交流电转变为超声电振荡；换能器将电振荡转变为机械振动；B.，驱动工具作超声 C.变幅杆将振幅放大至振动。工具推动磨料高速撞击、抛磨工件，击碎工件表面材D. 料，并使之去除；工作液产生的液压冲击波和空化作用加快了表面材料E. 的裂纹扩展和破坏。空化作用的综合结果。抛磨、超声波加工是机械撞击、F.其中撞击起主要作用。2、超声波加工的特点（ 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）

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。四超声波加工设备超声波加工设备又称超声波加工装置，尽管不同功率大小、不同公司生产的超声波加工设备在结构形式上各不相同，但其组成部分基本相同。超声波加工装置一般都由超声发生器、超声振动系统（声学部件）、机床本体和磨料工作液循环系统等部分组成。8冷却器1-1磨料悬浮液抽出2-工具3-7工件4-磨料悬浮液送入5-26-变幅杆7-换能器6 3；具； 3工浮磨料悬液抽出2却 1冷器；8-超声波发生器；杆 6；变幅液磨工4件； 5料悬浮送出器生频； 8 高发器换 7 能 5 4超声波加工装置1、超声发生器作用：将工频交流电转变为具有一定功率

5、输出的超声频电振荡。2、声学部件（换能器、变幅杆和工具。）作用：将超声波发生器输出的高频率电能转变为机械振动能，并通过变幅杆使工具端面作高频率、小振幅振动以进行超声加工。五超声波技术加工应用A. 超声波加工的生产率虽然比电火花加工和电解加工低，但其加工精度和表面质量都优于它们。B.更重要的是可以加工它们难以加工的半导体和非金属的硬脆材料， 如玻璃、 陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。C.对于电火花加工后的一些淬火钢、硬质合金冲模、 拉丝模、塑料模等，最后还经常用超声波抛磨、光整加工，使表面粗糙度进一步降低。1、型（腔）孔加工超声波目前主要应用在脆硬材料的圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等的加

6、工。2、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。 3、超声波清洗原理：基于清洗液在超声波作用下产生空化效应的结果。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，并从被清洗表面脱落下来。应用：主要用于几何形状复杂、清洗质量要求高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、沟槽、窄缝等部位的精清洗，生产率和净化率都很高。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、医疗器械等的清洗中应用。4、超声波焊接原理：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，使两个被焊工件表面在高速振动撞击下摩擦发热并亲和粘在一起。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。5、复合加工采用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，为了提高加工速度和降低工具损耗，采用超声波、电解加工或电火花加工相结合来加工喷油嘴、喷丝板上的孔或窄缝，这样可大大提高生产率和质量。6、无损检测利用超声波定