超聲波加工技術(shù)

1、超聲波加工技術(shù)一.簡介我們這組這次講的是超聲波加工技術(shù).超聲波加工利用超聲振動的工具，帶開工件和工具間的磨料懸浮液，沖擊和 拋磨工件的被加工部位，使其局部材料被蝕除而成粉末，以 進行穿孔、切割和研磨等，以及利用超聲波振動使工件相互 結(jié)合的加工方法。超聲加工技術(shù)是特種加工技術(shù)之一，往往 能應(yīng)用于傳統(tǒng)加工難以完成的難加工材料上。超聲去除加工、超聲外表光整加工、超聲焊接加工、超聲處理等超聲加 工技術(shù)。二.超聲涉及其特點1.聲波類型振動在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播稱為波動，簡稱波。波動的物理實質(zhì)是能量的傳遞過程?？陕劼暡ǎ侯l率在 16160000 Hz之間的聲波。次聲波：頻率低于 16 Hz的聲波。超聲波：頻率

2、高于 16000 Hz的聲波。特超聲波：頻率高于 1010 Hz的聲波。2、超聲波的基本特性1超聲波與聲波一樣，在氣體、液體和固體等不同彈性 介質(zhì)中傳播時，其傳播速度不同。2超聲波能傳遞很強的能量，它對其傳播方向上的障礙 物施加壓力聲壓。超聲波是一種縱波，其振動能量的強 弱可用能量密度來衡量，其能量密度可達100W/cm2以上3超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上2超聲波能傳遞很強的能量，它對其傳播方向上的障礙 物施加壓力聲壓。超聲波是一種縱波，其振動能量的強 弱可用能量密度來衡量，其能量密度可達100W/cm2以上3超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強烈的沖擊和空化作用，強化加工過程的

3、進行。4超聲波會產(chǎn)生反射、干預(yù)和共振現(xiàn)象，出 現(xiàn)波的疊加作用，從而獲得更大的加工能量。三.超聲波加工的原理與特點1、超聲波加工的基本原理超聲波加工是利用超聲波作動力，推動磨料期宜波宜生氐土冷即水出口 _E工件變幅桿磨招射流以極高的速度沖擊工件外表，工件材料在磨料打擊下被破 壞、脫落。A.超聲發(fā)生器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)槌曤娬袷?；B.換能器將電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動；C.變幅桿將振幅放大至 0.050.1mm,驅(qū)開工具作超聲 振動。D.工具推動磨料高速撞擊、拋磨工件，擊碎工件外表材 料，并使之去除；E.工作液產(chǎn)生的液壓沖擊波和空化作用加快了外表材料 的裂紋擴展和破壞。F.超聲波加工是機械撞擊、拋磨、空化作

4、用的綜合結(jié)果F.超聲波加工是機械撞擊、拋磨、空化作用的綜合結(jié)果其中撞擊起主要作用。2、超聲波加工的特點1適合加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料, 例如玻璃、陶瓷、石英、寶石、金剛石等。2工具可用較軟的材料做較復(fù)雜的形狀。3工具與工件相對運動簡單，使機床結(jié)構(gòu)簡單。4切削力小、切削熱少，不會引起變形及燒傷，加工精 度與外表質(zhì)量也較好。四.超聲波加工設(shè)備超聲波加工設(shè)備又稱超聲波加工裝置，盡管不同功率 大小、不同公司生產(chǎn)的超聲波加工設(shè)備在結(jié)構(gòu)形式上各不相 同，但其組成部分基本相同。超聲波加工裝置一般都由超聲發(fā)生器、超聲振動系統(tǒng) 聲學(xué)部件、機床本體和磨料工作液循環(huán)系統(tǒng)等部分組成1-冷卻器2-磨料

5、懸浮液抽出3-工具4-工件5-磨料懸浮液送入6-變幅桿7-換能器1 冷 卻器；聲書熨？理:警抽出；3 一工具； 4工件；58-修建鬟整赤膜出；6變幅桿;7一換能器；8高頻發(fā)生器超聲波加工裝置1、超聲發(fā)生器 作用：將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üβ瘦斢傻某曨l電振 蕩。2、聲學(xué)部件 換能器、變幅桿和工具。 作用：將超聲波發(fā)生器輸生的高頻率電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械振動 能，并通過變幅桿使工具端面作高頻率、小振幅振動以進行 超聲加工。五.超聲波技術(shù)加工應(yīng)用A.超聲波加工的生產(chǎn)率雖然比電火花加工和電解加工低，但 其加工精度和外表質(zhì)量都優(yōu)于它們。B.更重要的是可以加工它們難以加工的半導(dǎo)體和非金屬的硬 脆材料，如玻璃、

6、陶瓷、石英、硅、瑪瑙、寶石、金剛石等。C.對于電火花加工后的一些淬火鋼、硬質(zhì)合金沖模、拉絲模、塑料模等，最后還經(jīng)常用超聲波拋磨、光整加工，使外表粗 糙度進一步降低。1、型腔孔加工超聲波目前主要應(yīng)用在脆硬材料的圓孔、型孔、型腔、套 料、微細孔等的加工。2、切割加工對于難以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石英、硅、寶石等用超聲波加工具有切片薄、切口窄、精度高、生產(chǎn)率 高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點。3、超聲波清洗原理：基于清洗液在超聲波作用下產(chǎn)生空化效應(yīng)的結(jié)果?？?化效應(yīng)產(chǎn)生的強烈沖擊液直接作用到被清洗的部位，使污物 遭到破壞，并從被清洗外表脫落下來。應(yīng)用：主要用于幾何形狀復(fù)雜、清洗質(zhì)量要求高而用其它方

7、法清洗效果差的中小精密零件，特別是工件上的深小孔、微 孔、彎孔、盲孔、溝槽、窄縫等部位的精清洗，生產(chǎn)率和凈 化率都很高。目前在半導(dǎo)體和集成電路元件、儀器儀表零件、電真空 器件、光學(xué)零件、醫(yī)療器械等的清洗中應(yīng)用。4、超聲波焊接原理：利用超聲振動作用去除工件外表的氧化膜，使工件露 由本體外表，使兩個被焊工件外表在高速振動撞擊下摩擦發(fā) 熱并親和粘在一起。應(yīng)用：用于焊接尼龍、塑料及外表易生成氧化膜的鋁制品， 還可以在陶瓷等非金屬外表桂錫、桂銀，從而改善這些材料 的可焊性；焊接一般很難焊接的稀有金屬，如鈦、鋁等 5、復(fù)合加工采用超聲波加工硬質(zhì)合金、耐熱合金等硬質(zhì)金屬材料時加工 速度低，工具損耗大，為了提高加工速度和降低工具損耗， 采用超聲波、電解加工或電火花加工相結(jié)合來加工噴油嘴、 噴絲板上的孔或窄縫，這樣可大大提高生產(chǎn)率和質(zhì)量。6、無損檢測利