什么是超声波?2/18超声波加工的设备超声波加工的设备2超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律3超声波加工的应用超声波加工的应用43/184/18超声波加工是利用工具端面的超声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法，加工原理如图1.1所示。1.11.1超声波加工的基本原理超声波加工的基本原理图1.1超声波加工原理图1-工具2-工件3-磨料悬浮液4-变幅杆5-超声波换能器6-超声波发生器5/181.21.2超声波加工的特点超声波加工的特点（1）适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料；（2）工具可用软材料；（3）加工精度高、表面粗糙度小、加工质量好;（4）工具和工件无需复杂的相对运动，超声加工机床结构简单；（5）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。6/187/18超声波加工设备包括超声发生器、超声振动系统、机床本体和磨料工作液循环系统。图2.1CSJ-2型超声加工机床1-支架2-平衡重锤3-工作台4-工具5-振幅扩大棒6-换能器7-导轨8-标尺8/183.1加工速度及其影响因素•加加工速度指单位时间内去除材料的多少，以mm3/min或g/min为单位来表示。影响加工速度的因素主要有工具的振幅和频率、进给压力、磨料的种类和粒度、被加工材料、磨料悬浮液的浓度。浓度。（１）工具振幅和频率的影响过大的振幅和过高的频率会使工具和变幅杆承受很大的内应力，振幅一般在0.01～0.1mm之间，频率在16000～25000Hz之间。在实际加工中需根据不同工具调至共振频率，以获得最大振幅，从而达到较高的加工速度。。9/18（２）进给压力的影响加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。压力过小时，工具端面与工件加工表面间的间隙增大，从而减少了磨料对工件的锤击力；压力增大，间隙减少，当间隙减少到一定程度则会降低磨料与工作液的循环更新速度，从而降低生产率。（３）磨料种类和粒度的影响加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。磨料强度愈高，加工速度愈快，但要考虑价格成本。（４）被加工材料的影响10/18被加工材料愈硬脆，则承受冲击载荷的能力愈低，愈易被去除加工，反之，韧性愈好，愈不易加工。11/18（５）磨料悬浮液浓度的影响磨料悬浮液浓度低，加工间隙内的磨粒少，特别是在加工面积大、深度较大时可能造成加工区局部没有磨料，使加工速度大大降低。磨料浓度的增加，加工速度也增加，但浓度太高，磨粒在加工区域内的循环运动和对工件的撞击运动受到影响，又会导致加工速度降低。超声波的加工精度，除了机床、夹具精度影响外，主要与磨料粒度、工具精度及其磨损情况、加工深度、被加工材料性质有关。料性质有关。3.2加工精度及其影响因素12/183.3表面质量及其影响因素超声波加工具有良好的表面质量，不会产生表面变质层和烧伤，其表面粗糙度主要与磨粒尺寸、超声波振幅大小和工件材料硬度有关。4.1超声加工超声加工目前在各工业部门中主要用于对脆硬材料加工圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等，如图4.1所示。13/1812345图4.1超声加工1-加工圆孔2-加工型腔3-加工异型孔4-套料加工5-加工微细孔4.2超声切割用普通机械加工切割脆硬的半导体材料是很困难的，采用超声切割则较为有效。14/18图4.2超声加工法切割单晶硅片示意图1-变幅杆2-工具（薄片钢）3-磨料液4-工件（单晶硅）超声清洗的原理主要是基于超声频振动在液体中产生的交变冲击波和空化作用。4.3超声清洗15/18图4.3超声清洗装置1-清洗槽2-硬铝合金3-压紧螺钉4-换能器压电陶瓷5-镍片（+）6-镍片7-接线螺钉8-垫圈9-钢垫块4.4超声焊接16/18利用高频振动产生的撞击能量，去除工件表面的氧化膜杂质，露出新鲜的本体，在两个被焊工件表面分子的撞击下，亲和、熔化并粘接在一起。图4.4超声焊接示意图1-换能器2-固定轴3-变幅杆4-焊接工具头5-被焊工件6-反射体17/18比较几种特种加工方法人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
