超声波抛光的基本原理、设备介绍、特点以及抛光工艺.doc

超声波抛光的基本原理、设备介绍、特点以及抛光工艺概念：一般人耳能听到的声波为1616000Hz，16Hz的声波称为次声波， 16000Hz的声波称为超声波。用于加工和抛光的超声波频率为1600025000Hz，与普通声波相比具有频率高、波长短、能量大和较强的束射性。1.基本原理 超声波加工和抛光是利用工具端面作超声频振动，迫使磨料悬浮液对硬脆材料表面机械加工的一种方法。 主要作用是：磨粒在超声振动下 ，以很大的速度和加速度不断撞击加工表面，对加工表面的微凸部分进行微切削加工，从而达到抛光的目的。 2、特点1、适用于加工硬脆材料和不导电的非金属材料。2、工具对工件的作用力和热影响较小，不产生变形、烧伤和变质层，加工精度达0.01-0.02mm,粗糙度达10.1m。3、可以抛光薄壁、薄片、窄缝和低刚度的零件。4、设备简单，使用维修方便，操作容易，成本较低。5、抛光头无转动，可以做成复杂形状，抛光复杂型腔。3、设备简介（图7-10） 主要有超声波发生器、换能器和机械振动系统组成。1、超声波发生器 将50Hz的交流电转变成为具有一定功率输出的超声波电振荡。2、换能器 将电振荡变成机械振动。有压电效应式和磁致伸缩效应式两种。3、机械振荡系统 主要有变幅杆和振动工具，变幅杆又叫振荡扩大器，将换能器出来的0.005-0.01mm振幅提高到0.010.1mm。变幅杆的形式有：圆锥形、指数形和阶梯形等。工具和变幅杆之间采用机械连接或胶合方式连接，工具沿轴向振动，工具头有固定磨料式和游离磨料式两种。固定式：金刚石油石、电镀金刚石锉刀、刚玉油石等。 主要用于粗抛光。游离式：常采用硬木、竹片等材料，在研磨表面涂上研磨粉和工作液的混合剂，（研磨粉一般为氧化铝或碳化硅等，工作液一般式煤油或水等），通过超声振动使磨料产生高速运动达到撞击零件表面的作用。4、抛光工艺（1）抛光余量 电火花加工后的模具型腔，进行超声抛光的余量一般为0.02-0.04mm,特殊情况下抛光余量应0.15mm。 （2）抛光的方式 一般都要经过粗抛、细抛和精抛三个阶段。 粗抛：采用固定式磨料或180号左右的磨料进行； 细抛：采用游离式磨料，粒度在W40左右； 精抛：采用W5-W3.5粒度的磨料进行干抛，不加工作液。5、影响抛光效率的因素（1）工具的振幅和频率 从原理上讲，增大振幅和频率会提高抛光的效率，但过大又会增加能量的消耗和降低变幅杆和工具的使用寿命，一般情况下振幅控制在0.01-0.1mm,频率控制在1600025000Hz之间。（2）工具对零件表面的静压力抛光式工具对工件的进给力称为静压力。压力过大，磨料和工作液不能顺利更新和交换，降低生产效率。压力过小，降低磨粒对工具的撞击力和切削能力，同样降低效率。（3）磨料的种类和粒度 高硬度材料的抛光选择碳化硼磨料；硬度不高的脆性材料采用碳化硅磨料。磨料的粒度于振幅有关：当振幅0.05mm时，磨粒愈大加工效率愈高；当振幅0.05mm时，磨粒愈小加工效率愈高。（4）料液比 磨料混合剂中磨料和工作液的体积或质量之比称为料液比。过大或过小都会使抛光效率降低。常用的料液比为0.51。6、超声抛光时影响抛光表面质量的因素 抛光的质量指标主要是表面粗糙度，它与磨料粒度、工件材料的性质、工具的振幅等有关，通常是：粒度小，材料硬，超声振幅小