文档介绍：三、超声波加工
人耳能感受到的声波频率在16—16000 Hz范围内,当声波频率超过16000 Hz时,就是超声波。
超声波特点: 频率高,波长短,能量强度大
超声波加工的机理与特点
频率超过16000Hz的声波称为超声波
超声波加工的机理
超声波是由压电晶片(如石英、钛酸钡等)的逆压电效应产生的
超声波的特性
超声波能传递很强的能量
当超声波经过液体介质传播时,将以极高的频率压迫液体质点振动,在液体介质中连续地形成压缩和稀疏区域,由于液体基本上不可压缩,由此产生压力正、负交变的液压冲击和空化现象,从而引起固体物质分散、破碎等效应
通过不同介质时,在界面上发生波速突变,产生波的反射和折射现象
在一定条件下,会产生波的干涉和共振现象
利用超声波的特性进行加工的工艺称为超声加工
超声加工是利用工具端面作超声振动,通过磨料悬浮液加工脆硬材料的
超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果,磨粒的撞击作用是主要的
超声加工是基于局部撞击作用,因此越是脆硬的材料,越易进行超声加工。而选择工具材料时则应使之既能撞击磨拉,又不致使自身受到破坏
超声加工原理图
超声波发生器---产生超声频电振荡。
换能器---把声频电振荡转变为超声频的机械振动。
变幅杆----— mm,再驱动工具端面作超声振动。
悬浮液---工具与工件间不断注入磨料悬浮液,当工具端面以超声频冲击磨料时,磨料再冲击工件,迫使加工区域内的工件材料不断被粉碎成很细的微粒脱落下来。
加工精度高、表面粗糙度小、加工质量好
工具和工件无需复杂的相对运动,超声加工机床结构简单
工件表面宏观切削力很小,切削应力、切削热很小,不会引起变形和烧伤
适合加工各种硬脆材料,特别是不导电的非金属材料
超声波加工的特点
工具可用软材料,易制成复杂形状
超声波
发生器
将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频电振荡,以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量
基本要求:输出功率和频率在一定范围内连续可调,最好能具有对共振频率自动跟踪和自动微调的功能;还要求结构简单、工作可靠、价格便宜、体积小等
有电子管式、晶体管式
超声振动
系统
将高频电能转变为机械能,使工具端面作高频率小振幅的振动以进行加工
压电陶瓷换能器