超聲波加工 是一種非常規(guī)減材加工工藝，廣泛用于工業(yè)加工脆性和較硬材料。由于其高精度，它是關(guān)鍵部件的推薦加工方法。讓我們在本文中詳細(xì)了解超聲波加工工藝、工作原理、關(guān)鍵部位、優(yōu)缺點(diǎn)。

超聲波加工的定義

超聲波加工屬于非常規(guī)加工工藝，專門用于加工硬脆材料。超聲波加工也廣泛用于陶瓷的加工。

與激光束加工、放電加工等其他非常規(guī)加工工藝不同，超聲波加工不會(huì)在零件上產(chǎn)生任何熱量或任何殘余應(yīng)力。這就是為什么陶瓷和脆性零件可以很容易地用超聲波加工而不斷裂的原因。

超聲波加工又稱超聲波振動(dòng)加工 因?yàn)檫@種方法使用的是一種高頻振動(dòng)的工具，當(dāng)與磨料顆粒結(jié)合時(shí)，可以去除工件上的材料。

超聲波機(jī)的關(guān)鍵部件

一臺(tái)超聲波機(jī)主要有五個(gè)關(guān)鍵部件

機(jī)電傳感器 超聲波發(fā)生器 控制單元<??/li> 研磨漿 耐磨槍

機(jī)電傳感器

機(jī)電傳感器連接到控制單元?？刂茊卧幸粋€(gè)電子振蕩器，可產(chǎn)生在 28-40 kHz 范圍內(nèi)高頻振蕩的交流電。

機(jī)電換能器將該振蕩電流轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。超聲波機(jī)中使用的換能器主要有兩種。

壓電換能器 磁致伸縮傳感器

超聲波發(fā)生器

換能器以高頻率和低幅度驅(qū)動(dòng) Sonotrode。 Sonotrode 的一端連接到換能器，另一端包含工具。超聲波焊頭由低碳鋼制成。

控制單元<??/h3>

控制單元是傳遞動(dòng)力的。它具有電子振蕩器，可產(chǎn)生高頻交流電。

研磨漿

氧化鋁、碳化硅、碳化硼等研磨材料與水混合時(shí)會(huì)形成研磨漿。水分比例在20-60%之間。

耐磨槍

研磨槍以可控的壓力在焊頭和工件之間提供研磨顆粒和水的混合物。

超聲波加工工藝的工作原理

由于磁致伸縮，超聲波加工從工件上去除材料。這意味著任何磁性材料在磁化時(shí)都會(huì)改變其大小和形狀。

控制單元/電源單元以高頻向換能器提供交流電。換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)。

換能器又以高頻和低幅度振動(dòng)超聲焊極。頻率從 20-30 kHz 不等，幅度從 0.01 到 0.06 mm 不等。

當(dāng)超聲焊極振動(dòng)并壓在工件上時(shí)，磨料漿在超聲焊極和工件之間流動(dòng)。超聲焊頭振動(dòng)和磨粒與工件表面摩擦的影響使工件表面所需的金屬顆粒脫落。

加工時(shí)間完全取決于工件的硬度和韌性、磨料顆粒的大小、超聲焊頭振動(dòng)的幅度以及磨料中的水比。超聲波加工的光滑度和精度取決于材料的硬度和韌性。較軟的金屬可以提供非常光滑和精確的加工，而硬而脆的金屬會(huì)形成粗糙的表面。

超聲波加工的種類

超聲波加工工藝有兩種。

旋轉(zhuǎn)超聲波加工 化學(xué)輔助超聲波加工

回轉(zhuǎn)式超聲波加工

在旋轉(zhuǎn)超聲加工中，刀具沿垂直中心線擺動(dòng)。在此過程中不使用磨料漿。取而代之的是，金剛石被浸漬在磨削到工件的工具的尖端。該工藝適用于加工陶瓷、石英等。旋轉(zhuǎn)超聲波加工也可以產(chǎn)生深孔，因?yàn)闆]有磨料漿需要到達(dá)孔的末端。

化學(xué)輔助超聲波加工

化學(xué)輔助超聲波加工類似于傳統(tǒng)的超聲波加工，但使用氫氟酸等化學(xué)物質(zhì)代替水來形成磨料漿。與傳統(tǒng)的超聲波加工工藝相比，這有助于更快的材料去除率和更好的精加工。

超聲波加工的應(yīng)用

脆性和更硬材料的加工。 加工精度很重要的零件 分析孔和槽 玻璃和陶瓷的加工。 機(jī)電零件，其中小型和復(fù)雜的加工很重要。 雕刻和穿線 硬質(zhì)材料的切片和拉削

超聲波加工的優(yōu)勢

可用于加工硬脆材料 它可以用于任何小而復(fù)雜的形狀 可以輕松地加工玻璃而不會(huì)使其破裂 在加工過程中，超聲波加工不會(huì)改變金屬的物理特性。 可以以相對較低的成本獲得更高的精度和準(zhǔn)確度 不會(huì)產(chǎn)生熱量，因此零件幾何形狀不會(huì)變形。 適用于導(dǎo)??電和非導(dǎo)電金屬 不需要熟練的技術(shù)人員。 能夠生產(chǎn)精密公差零件

超聲波加工的缺點(diǎn)

超聲波加工的金屬硬度值必須至少為 45 HRC。 生產(chǎn)速度很慢。不適合量產(chǎn) 材料去除速度慢 超聲波焊頭磨損率高。 難以加工深孔，因?yàn)槟チ项w粒甚至無法到達(dá)孔的最末端。 超聲波加工僅限于加工小孔和切口。

結(jié)論：超聲波加工

這就是我們在這篇文章中的全部內(nèi)容。我希望您了解超聲波加工工藝的基本概念，超聲波加工工藝是如何工作的，以及它的優(yōu)缺點(diǎn)。如果您還有任何關(guān)于超聲波加工的問題，隨時(shí)歡迎您在評論區(qū)寫下您的問題，我很樂意為您提供幫助。

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關(guān)于超聲波加工的常見問題 (FAQ)

超聲波機(jī)床用什么動(dòng)作來去除材料？

振蕩運(yùn)動(dòng)

超聲波加工中刀具振蕩的頻率范圍是多少

18-20KHz

超聲波加工中哪種材料更軟？工具還是工件？

刀具比超聲波加工中的工件更柔軟。

超聲波加工過程中是否會(huì)產(chǎn)生熱量？

超聲波加工時(shí)不產(chǎn)生熱量

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