超声波加工：原理、工作、设备、应用、优缺点
今天我们将通过它的图表来了解超声波加工，原理，工作，设备，应用，优缺点。超声波加工是一种非传统的加工工艺，用于加工脆性和硬质材料。这种加工工艺于 1950 年问世，用于精加工 EDM 表面。现在，这种工艺由于成本较低、不产生热量和有效的加工而在许多行业中用于去除金属。
超声波加工：
原理：
它的工作原理与超声波焊接相同。这种加工利用超声波产生低振幅的高频力，作为磨料的驱动力。超声波机产生频率约20000至30000赫兹、振幅约25-50微米的高频振动波。这种对磨粒的高频振动传递包含在磨料浆中。这会导致磨料颗粒的压痕使工件变脆并从接触表面去除金属。
设备的：
电源：
众所周知，这种加工过程需要高频超声波。所以这个过程需要一个高频高压电源。该单元将低频电压 (60 Hz) 转换为高频电压 (20k Hz)。
磁致伸缩传感器：
众所周知，换能器是将电振动转化为机械振动的装置。在超声加工中，磁致伸缩式换能器用于产生机械振动。该换能器由镍或镍合金制成。
助推器：
换能器产生的机械振动通过助推器放大后供给喇叭。
工具：
用于超声波加工的工具应使磨粒的压痕不会导致其脆性断裂。因此，该工具由坚韧、坚固且具有延展性的材料制成，如钢、不锈钢等。
刀架或喇叭：
顾名思义，该单元将工具连接到传感器。它将放大的振动从助推器传递到工具。它应该有很高的耐力极限。
研磨浆：
一种水基磨粒浆料，用作超声波加工中的磨料浆料。该浆料中使用碳化硅、氧化铝、碳化硼作为磨料颗粒。 USM 还使用了浆料输送和返回机构。
工作流程：
现在我们了解了超声波加工的基本部分和概念。在这种加工过程中，磨料颗粒在工件上的压痕被去除。它的工作原理如下。
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| 超声波机示意图 |
- 首先低频电流通过电源。这种低频电流通过一些电气设备转换为高频电流。
- 此高频电流通过换能器。换能器将这种高频电单振转换为高频机械振动。
- 这种机械振动会通过助推器。助推器放大这种高频振动并发送到喇叭。
- 喇叭也称为刀架，将这种放大的振动传递给工具，使工具以超声波频率振动。
- 当工具振动时，它会使磨粒以这种高频率振动。这种磨料颗粒撞击工件并去除其中的金属。
这就是超声波加工的整个工作过程。
应用：
- 这种加工用于加工硬质和脆性材料，如硬质合金、陶瓷、玻璃等。
- 用于钻头、拉丝机等模具和工具的加工。
- 用于制造亚硝酸硅涡轮叶片。
- 用于将钻石切割成想要的形状。
- 用于加工因导电性差而无法通过 ECM 或 EDM 加工的非导电硬质材料。
优缺点：
优点：
- 用这种方法可以很容易地加工硬质材料。
- 工作时不产生热量，因此不存在加工硬化或工件结构变化的问题。
- 非导电金属或非金属，EDM 的 ECM 不能加工的都可以用它加工。
- 它不会形成很大尺寸的芯片。
缺点：
- 它比其他机械过程慢得多。
- 工具磨损很大，因为磨粒会影响工件和工具。
- 它只能加工硬质材料。这种方法不能加工韧性金属。
- 不能用于钻深孔。
制造工艺