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超聲波加工的特點(diǎn)和規(guī)律
<1)超聲波加工適宜加工各種硬脆材料，尤其是利用電火花和電解難以加工的不導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料，如玻璃、陶瓷、瑪瑙、寶石、金剛石以及鍺和硅等對(duì)于韌性好的材料，由于它對(duì)沖擊有緩沖作用而難以加工，因此可用作工具材料，如45鋼常被選作工具材料。
C2)由于超聲波加工中的宏觀機(jī)械力小。因此能獲得良好的加工精度和表面粗糙度。尺寸精度可達(dá)0.02~0,01mm;表面粗糙度R。值可達(dá)O.8-0.` C3)采用的工具材料較軟，易制成復(fù)雜形狀，工具和工件無(wú)需作復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此普通的超聲波加工設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。但若需要加工復(fù)雜精密的三維結(jié)構(gòu)，可以預(yù)見(jiàn)，仍需設(shè)計(jì)與制造三坐標(biāo)數(shù)控超聲波加工機(jī)床。
超聲波加工的基本工藝規(guī)律
1加工速度及其影響因素
加工速度指單位時(shí)間內(nèi)去除材料的多少，通常以g/rra認(rèn)或mm丫mi二為單位表示。影響加工速度的主要因素有:
(1)進(jìn)給壓力的影響超聲波加工時(shí)，工具對(duì)工件應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給壓力_。工具端面與工件加工表面間的間隙隨進(jìn)給壓力的大小而改變。壓力減小，間潦增大，從而減弱磨料對(duì)工件的錘擊力;壓力增大，間隙減小，當(dāng)間隙減小到一定程度，則會(huì)降低磨料和工作液的循環(huán)更新速度，從而降低加工速度。
(2)工具振幅和頻率的影響超聲波加工中，設(shè)備的振幅和頻率都在一定范圍內(nèi)可調(diào)二振幅一般為0.01~0.1mm。頻率一般為15000~25000Hz。這樣，針對(duì)不同的工具。鑫實(shí)際加工中可調(diào)至共振瀕率，以獲得最大振幅，從而達(dá)到較高的加工速度。
(3)磨料種類和粒度的影響超聲波加工時(shí)，針對(duì)不同硬度的工件材料，應(yīng)選用不同的磨料。例如，加工寶石和金剛石等超硬材料，必須選用金剛石;加工淬火鋼、硬質(zhì)合金，應(yīng)選用碳化硼;加工玻璃、石英和鍺、硅等半導(dǎo)體材料，選用氧化鋁磨料即可。一般來(lái)說(shuō)，磨料的硬度愈高，粒度愈粗，加工速度就愈快。但在選擇時(shí)，還要綜合考慮加工精度、表面粗糙度和經(jīng)濟(jì)成本等多方面的因素。
(4)被加工材料的影響由于超聲波加工的基本特征是靠超聲頻的振動(dòng)去除材料，因此材料愈硬脆，則愈易去除;材料的韌性愈好，則愈難去除。假定玻璃的可加工性為飛，則鍺、硅等半導(dǎo)體材料為2-2.5石英為0.5,硬質(zhì)合金為0.02~0.03,淬火鋼為0. 0l，未淬火鋼則低于0.01?？梢?jiàn)在硬脆材料中，淬火鋼在超聲波加工中屬難加工材料。
此外，還要考慮磨料懸浮液的濃度的影響。
近年來(lái)，我國(guó)的科研人員研制出一種新型的超聲波加工裝置。它在自來(lái)水中(無(wú)需磨料懸浮液)利用旋轉(zhuǎn)的金剛石工具端面直接以超聲頻錘擊硬脆材料，可高效率地進(jìn)行打孔和套料。