全版超声加工及振动切削.ppt

3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 超声加工（USM）又称为超声波加工。超声波是指频率超过人耳频率上限的一种振动波，通常频率在16kHz以上的振动声波就属于超声波。其特点是频率高、波长短、能量大，传播过程中有显著的反射、折射、共振、损耗等现象。超声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、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料，同时还可以用于清洗、焊接和探伤。 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.1 超声加工的基本原理和加工装置 （1）超声加工的基本原理 超声加工是利用超声波作为动力，带动工具作超声振动，通过工具与工件之间加入的磨料悬浮液（工作液与磨料的混合液）冲击工件表面而进行加工的一种成形方法。 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.1 超声加工的基本原理和加工装置 （1）超声加工的基本原理 超声加工的原理如图3-17所示。 1、15-工件 2、13-工具头 3-冷却水人口 4-换能器 5-励磁线圈 6-银钎料接缝 7-谐振支座 8-冷却水出口 9、12-变幅杆 10-磨料射流 11-磨料悬浮液14-磨料粒子 16-工件材料碎粒 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.1 超声加工的基本原理和加工装置 （2）超声加工装置 一般超声加工装置的基本组成都包括超声发生器、超声振动系统、机床本体和磨料工作液循环系统等。除了有能将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频振荡、为加工提供能量的超声发生器以外，超声振动系统也是加工装置的关键部件。 超声振动系统一般由换能器、变幅杆及工具组成（如图3-17所示）。 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （1）超声加工的主要特点 1）适应范围广。超声加工不仅能加工硬质合金、淬火钢等脆硬材料，而且更适合于加工玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料。 2）因脆性和硬度不大的材料对超声振动有缓冲作用，因此工具可用较软的材料做成较复杂的形状，使机床运动简化，机床结构 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 简单，操作维修方便。 3）超声加工时，工件表面宏观切削力较小，使得切削应力、切削热较小，不会引起变形和表面烧伤等质量问题，因此其加工精度和表面质量较高，如超声加工孔的尺寸精度可达 0.01～0.02mm，甚至更高，表面粗糙度值一般可达Ra1.6～0.1μm。 4）超声加工生产效率一般较低。 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用 超声加工虽然生产率比电火花和电解加工等低，但其加工精度和表面粗糙度都比它们好，而且材料的加工范围广，因此应用也比较广泛，常常作为电火花等加工后的抛光和光整加工。图3-18为超声加工的几种应用。图3-19为一种电解加工与超声磨削相结合的复合加工方法示意图 ，其加工速率比单独用超声加工快8倍之多。近年来，超声加工与其他加工方法相结合而进行的复合加工方法发展迅速，除超声电解加工外，还有超声电火花加工、超声调制激光打孔、超声振动切削加工（如图3-20所示）等，它们使加工精度、表面质量和生产率得到了综合提高。 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用 图3-18 超声加工的应用 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用 图3-19 超声电解复合加工 1-电解液槽 2-振动头 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用 图3-20 超声振动切削 1-车刀 2-换能器 3-变幅杆 4-工件 最新. * 3.3 超声加工及振动切削 3.3.1 超声加工 3.3.1.2 超声加工的特点和应用 （2）超声加工的应用 1）采用刀具的超声振动孔加工 该加工方法的超声波振动方向有两种，即与进