第十章 超声加工.ppt

第十章超声波加工，第一节超声波加工的基本原理和特性第二节超声波加工设备及其组成部分第三节超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素第四节超声波加工的应用，第一节超声波加工的基本原理超声波超声波加工的基本原理超声波处理9355波杆传播空化作用特性，第一节超声波加工的基本原理和特性，以及超声波加工：以刀具端面为超声波频率振动，通过磨料悬浮液加工脆性硬质材料的成型方法。磨料冲击作用：10g磨料冲击效果：扰动空化作用：高压爆炸，超声波加工的基本原理和特性，波传播到极点，超声波加工第一部分的基本原理和特性，超声波加工第一部分的基本原理和特性，最大振幅(共振)为半波长的整数倍最小振幅最小振幅是四分之一波长的奇数数倍。振幅，超声波加工第一部分的基本原理和特性，空化：spa，密度区，交替，冲击。特性；非导电硬质和脆性材料切削力较小，只有磨料颗粒对局部表面的垂直冲击。准确度0.02，ra1 0.1 m无烧伤，金相无变化，超声波加工设备及其组件，超声波发生器声学组件机床磨料供应系统，超声波加工设备及其组件，1，超声波发生器f 16khz，超声波加工压力电磁感应，超声波加工设备及其组件，压电效应：由于机械压缩或拉伸，介质产生一定电荷，形成一定电位。(机械变形引起的电)反向压电效应：电引起的机械变形交变电压(正弦波电压)、超声波加工设备及其组件、磁铁、钴、镍磁场作用下的变形交变磁场(交变电流) (正弦波电压)的长度是半波的整数倍。第二节超声波加工设备及其组件、第二节超声波加工设备及其组件、超声波加工设备及其组件、超声波加工设备及其组件、振幅扩展棒(变幅)、双截面超声波加工设备及其组件，注意共振，半波长整数倍固定：波节点中1/4波长的奇数倍。超声波加工设备及其组件，3，机床，超声波加工设备及其组件，4，磨料工质及其循环系统，超声波加工速度，精度，表面质量及其影响因素，1，速度2，加工精度3，表面质量及其影响因素，第三节超声波加工速度，精度玻璃的最大加工速度为2000 4000 mm3/min。影响主要因素：工具振动频率、振幅、工具和工件之间的静态压力、磨料的种类和粒度、磨料悬浮液的浓度、供给和循环方法、工具和工件材料、加工区域、加工深度等。工具端振幅、频率输送压力抛光类型和粒度抛光悬浮液浓度加工材料、超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素、工具端振幅、频率振幅、大频率高频率：考虑加工速度寿命和损耗寿命：过大振幅和过大频率允许工具和转轮具有大内部应力，超出疲劳强度，服务寿命三节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素，艉输送压力适当压力，加工速度最快：间隙大，冲击力和打击深度减弱，加工速度低。 过度：间隔小，磨料和工作液更新困难，处理速度低。，第三节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素，加工区域考虑，加工区域时间，单位区域最佳静态压力较大的加工玻璃，圆形实体刀具加工区域5 13 mm2范围，最佳静态压力约400KPa。加工区域20mm2或更高，最佳静态压力约在200到300KPa之间。超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素、抛光类型和粒度抛光硬度越高，加工速度越快，需要考虑成本。根据加工材料选择磨料，加工金刚石等硬质材料。金刚石磨料加工硬质合金、淬火钢等高脆性材料：碳化硼(硬度高)加工硬度不太高的脆性硬质材料：碳化硅加工玻璃、石英、半导体等材料：刚玉等氧化铝(Al2O3)磨料，颗粒越粗，加工速度越快，但准确度和表面粗糙度越差。第三节超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素，磨料悬浮液浓度低，磨料颗粒少，加工面积大，深度大，加工区域部分无磨料，加工速度低。随着磨料浓度的增加，加工速度增加。浓度过高时，磨料会受到加工区循环运动和冲击运动的影响，加工速度减慢。常用浓度为磨料的水质量比约为0.5 1。第三节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素；加工材料越脆，承受冲击载荷的能力越低，去除的越容易。韧性好的材料不易加工。如果玻璃的可加工性(生产率)为100%，则锗、硅半导体单晶为200%到250%，石英为50%，硬质合金为2%到3%，淬火质量为1%，淬火质量不到1%。与超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素有关，其次与加工精度机床、夹具精度的影响、磨料粒度、刀具精度和磨损情况、刀具横向振动大小、加工深度、加工材料特性等有关。一般加工孔的尺寸精度为0.02到0.05mm。磨粒大小孔的加工范围典型超声波加工的光圈范围约为0.1 90，深度可能为直径10 20倍以上。三节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素，表1超声波加工功率与最大加工孔径的关系，三节超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素，加工孔的尺寸精度大于刀具尺寸的孔加工。最小直径Dmin大约是刀具直径Dt中使用的磨粒平均直径ds的两倍。Dmin=Dt 2ds对于240 # 280 #磨粒通常达到0.05 321 ，对于w8 w7磨粒可能达到0.02 321 或更高。圆孔加工：几何误差主要包括椭圆度和锥度。第三节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素，表2磨粒大小和基本磨粒大小范围，第三节超声波加工速度、精度、表面质量及其影响因素，工具精度和磨损形状误差主要有工具不均匀的圆度和锥度误差圆度误差。锥度错误与刀具磨损量有关。工具侧振动圆度误差与工具侧振动大小有关。加工深度加工材料特性，3节超声波加工速度、准确度、表面质量及其影响因素，3、表面质量及其影响因素磨料粒度加工材料特性振幅成分烧伤和变质层无，ra1 0.1 m取决于每个磨料颗粒每次撞击工件表面时留下的凹痕大小。磨料粒度小，工件材料硬度大，超声波振幅大时，加工表面粗糙度有所改善，但生产率下降。，4节超声波加工应用，1，孔，腔加工2，加工3，复合加工4，超声波清洗，4节超声波加工应用，1，孔，腔加工，4节超声波加工应用，2，切割加工，4节超声波加工应