第七章超声加工
超声无损检测 第7章 板材管材超声检测
波形密集尖锐活跃，底波明显降低，次数减少，重复性差，移动探 头回波此起彼伏。
质量分级
中部区域质量分级
边缘及剖口区域质量分级
钢板横波斜探头检测（非分层类缺陷）
1.探头：频率2Mhz～5Mhz、折射角β=45(K1)、晶片尺寸13mm～25mm。 2.试块: 1）与被检钢板厚度差不超过10%， 人工反射体为60°V形槽， 槽深 为板厚的3%（最大为3mm）,槽 的长度不小于25mm。
2）当板厚小于等于50mm时， 只需在检测面加工一个V形槽； 当板厚大于50mm时，则需要 在检测面、底面各加工一个 V形槽。
3.距离—波幅曲线的确定（47013
4.扫查方式 5.验收标准
7.3 复合板超声检测
7.3.1 复合板中常见缺陷
复合板一般是用扎制、粘接、爆炸、和堆焊等方法，将碳钢或者低合 金钢等基材（母材）与不锈钢、钛、铝、铜等复合层粘合，以提高钢板的 耐腐蚀性。制造中常见的缺陷就是脱层，即复合层与母材结合不良。
缺陷的定量： 测定缺陷面积，NB/T47013.3
缺陷尺寸评定示例
缺陷尺寸的评定及质量分级
3.缺陷性质的估计
分层:
缺陷回波规律性较强，大多位于板厚中间位置，波形陡直，底波明 显下降或消失。
折叠:
当折叠在检测面附近时，底波明显下降，次数减少，甚至消失，始 波加宽；当折叠位于底面且较薄时，很容易与底波混淆，底波会前移， 若扫查速度较快有漏检的可能。
灵敏度低的情况，需采取改善措施。 * 将探头有机玻璃斜楔修磨成与被检管材曲率相近的曲面。 * 使用接触式聚焦探头。
（1）试块的制备和要求：
试块应采用与被检钢管 相同规格、材质、热处理工 艺的钢管制做，人工缺陷为 纵向的矩形槽或60°的V形槽 ，对比槽尺寸按NB/T47013 标准表18。
超声工字型结构操作方法
超声工字型结构操作方法
超声工字型结构操作方法是一种超声波操作技术，通常用于医疗和工业领域。
下面是具体的操作步骤：
1. 准备工具：准备超声波仪器，探头（即“工字型结构”），耦合剂，以及可能需要的消毒用品。
2. 清洁表面：对需要操作的区域进行清洁，去除油脂、污垢和其他杂质。
3. 涂抹耦合剂：在探头和皮肤之间涂抹耦合剂，以确保超声波能够有效地传递。
4. 放置探头：将探头放置在需要操作的区域上，确保探头与皮肤紧密接触。
5. 启动仪器：打开超声波仪器，调整参数（如频率、功率和时间等）以适应特定的操作需求。
6. 操作过程：在设定的参数下，进行超声波操作。
这可能包括移动探头、施加压力或进行其他特定的动作。
7. 结束操作：当操作完成时，关闭超声波仪器并移除探头。
8. 后续处理：根据需要，对操作区域进行适当的清洁和处理。
注意事项：
1. 操作过程中需确保无菌环境，以避免感染。
2. 确保超声波仪器处于良好工作状态，避免对皮肤造成损伤。
3. 根据需要调整参数，避免过度或不足的操作。
4. 在操作过程中，观察皮肤变化，如有异常立即停止操作。
5. 对于敏感或受伤的区域，操作时应特别小心。
6. 在专业医师指导下进行操作，避免自行操作。
以上信息仅供参考，如有疑问或需求请咨询专业医师或专业人士。
特种加工技术习题集
特种加工技术习题第一章概述1、特种加工与传统切削加工方法在加工原理上的主要区别有哪些？2、特种加工的本质特点是什么？3、机械常规工艺与特种加工工艺之间有何关系？第二章电火花加工1、电火花加工必须解决的问题有哪些2、什么是电火花加工的机理？电火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段？3、电火花加工的优缺点有哪些？4、简要叙述电火花加工的应用场合。
5、在电火花加工中，工作液的作用有哪些？6、简述电火花加工用的脉冲电源的作用和输出要求。
7、什么是极性效应？在电火花加工中如何充分利用极性效应？8、试比较常用电极和优缺点及使用场合。
9、什么是覆盖效应？请举例说明覆盖效应的用途。
10、在实际加工中如何处理加工速度、电极损耗、表面粗糙度之间的关系？第三章电火花线切割加工1、线切割机床有那些常用的功能和分类？2、简述快走丝线切割机床的工作过程3、电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么？4、试分析影响线切割加工速度的因素。
5、试分析影响线切割加工中工件表面粗糙度和加工精度的因素。
6、按3B格式编出电极丝中心轨迹为如下图形的程序。
第四章电化学加工1、简述电化学反应加工的基本原理。
2、为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？第五章快速成型加工1、简述快速成形技术（RP）的原理。
2、简述快速成形技术的特点。
3、简述立体光造型（SLA）工作原理。
第六章激光加工1、简述激光加工的基本原理。
2、简述激光加工的特点。
第七章超声波加工1、简述超声波加工的原理。
2、简述超声波加工的主要特点。
第八章电子束、离子束加工1、简述电子束加工原理和特点。
2、简述离子束加工原理和特点。
3、电子束和离子束加工为什么必须在真空条件下进行？。
机械制造技术(九江职业技术学院)知到章节答案智慧树2023年
机械制造技术（九江职业技术学院）知到章节测试答案智慧树2023年最新绪论单元测试1.机械加工工艺系统的核心是参考答案:工件2.下面只适用于单件或小批量生产的加工方法是参考答案:试切法3.在机械加工中直接改变工件的形状，尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程称为参考答案:机械加工工艺过程4.零件的生产类型与（）无关。
参考答案:零件在机构上的装配方式5.机械加工工艺系统的组成部分有参考答案:夹具;刀具;工件;机床6.根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为参考答案:单件生产;成批生产;大量生产7.工件在夹具上（）的过程称为安装。
参考答案:夹紧;定位8.某种零件的年生产量通常称为零件的生产纲领。
参考答案:对9.构成工序的要素之一是同一套夹具。
参考答案:错10.机械制造系统是在工艺系统上以整个机械加工车间为整体的更高一级的系统。
参考答案:对第一章测试1.单件生产的基本特点是（）。
参考答案:每种产品仅生产一个或数个2.加工箱体类零件时，通常以箱体的（）面作为粗基准参考答案:底3.工艺基准指的是参考答案:安装基准;测量基准;定位基准4.调质应该放在半精加工之前参考答案:对5.粗基准应在粗加工时使用参考答案:错6.硬质合金是最适合用来制造成型刀具和各种形状复杂刀具的常用材料参考答案:错7.制订单件小批生产的工艺规程时，应采取工件分散原则。
（）参考答案:错8.钻削时，切削热传出的途径中所占比例最大的是（）。
参考答案:工件9.砂轮圆周速度很高，外圆磨削和平面磨削时其转速一般在（）m/s左右。
参考答案:30~3510.磨具硬度的选择主要根据工件材料性质、磨削方式、磨削状况决定。
参考答案:对第二章测试1.积屑瘤在加工过程中起到好的作用是参考答案:保护刀尖2.在切削平面内测量的角度有（）。
参考答案:刃倾角3.金属切削过程的实质为刀具与工件的互相挤压的过程参考答案:对4.在其他条件不变时，变形系数越大，切削力越大，切削温度越高，表面越粗糙。
特种加工复习资料
概论特种加工和切削加工的不同本质和特电是：①不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量（如电，化学，光，声，热等）去除金属材料。
②工具硬度可以低于被加工材料的硬度，如激光，电子束等加工时甚至没有成形的工具。
③加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花，线切割，电解加工时工具与工件不接触。
第二章电火花加工Ⅰ电火花加工的原理是基于工具和工件（正负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸，形状及表面质量预定的加工要求。
★电火花加工条件：①必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为0.02-0.1mm。
如果过大不能击穿工作介质不会产生火花放电，太小形成短路也不能放电②火花放电必须是瞬时的脉冲放电③火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油皂化液或去离子水。
Ⅰ极性效应(为什么用单向脉冲直流电源）在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。
即使是相同材料，例如钢加工钢，正负电极的电蚀量也是不停的。
这种单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。
如果两电极材料不同，则极性效应更加复杂。
在生产中，我国通常把工件接脉冲电源的正极（工具电极接负极）时，称“正极性加工，反之工件接脉冲电源的负极（工具电极接正极）时，称“负极性加工，又称“反极性”加工。
②工具相对损耗原理Ⅰ正确选择极性和脉宽Ⅱ利用吸附效应Ⅲ利用传热效应Ⅳ减少工具电极损耗★RC线路脉冲电源：工作原理是利用电容充电储存电能，而后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属。
因为电容时而充电，时而放电，一弛一张；故又称“弛张式”脉冲电源。
★电火花穿孔成形加工：电火花穿孔加工是利用火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法。
电火花穿孔成形加工：｛穿孔加工-冲模，粉末冶金模，挤压模，型孔零件，小孔，小异形孔，深孔｛型腔加工-型腔模（锻模，压铸模，塑料模，胶木模等），型腔零件。
第七章功能转换材料
金属棒中，两端温度不同，电子扩散形成的电动势
即汤姆逊电动势。发生在同种金属两端之间。
AB (T1)
Ek
(T )
dT dl
l
0 Ek dl
T2 (T )dT
T1
A
B
回路总电动势：
AB (T1T2 ) AB (T1) AB (T2 )
T2 T1
A (T )dT
T1 T2
B
(T
金属棒 ab ，两端 T1 T2
a
I T1
T1 T2
b
T2
流过电流，棒吸热，电流反向时放热。称为汤姆逊效应。
原因：棒ab存在电动势（汤姆逊电动势）
温度高处（a）电子动能较大， a
向低温处扩散，形成电动势。非 静电力（扩散力）做负功，吸热；
T1
Ek
电流反向时，非静电力做正功，
放热。
E b
T2
还有：硫化镉，鍗化镉，砷化镓
3、光电子发射应用
光电管是利用光电子发射（外光电效应）制成。用 于光控继电器（自动报警器等）、光电光度计（光电 流反应入射光强度）
光电倍增管（非常弱的光照，产生很大电流），在 工程、天文、军事上有重要应用。
电视摄像管
7-4 热电材料
一、热电效应（温差电效应）
用不同导体构成回路，两接头保持温差，则闭合
InAs,InSb,GaAs,GaSb,Ge,Si.
光电探测器（光敏器件），光电导摄像管，固体图 像传感器。 2、结型光电二极管 （1）高速响应的光电探测器
对非结型光电探测器，光电子在外电路中产生光电 流的响应慢。光照停止时，载流子平均寿命内仍存在 光电子，故有延迟光电流产生。
对结型光电二极管，光电子主要产生于结中吸收区内。
无损检测超声波探伤第7章 板材、管材
B1 F1
B2
50 F2
B1 F1
B2 50
F2
B1 B2
0
5
10
① (F1≥曲线)
0
5
10
② 双晶探头t＜20mm (F1≥50%)
0
5
10
③ (B1＜50%)
2.缺陷的测定 扫查发现缺陷后要测定缺陷的位置、大小，并评估缺陷的性质。 （1）缺陷位置的测定：包括深度位置和平面位置。
根据金属板材的材质不同，常见的金属板材有 钢板（CL5900、CS3230）、铝板（CL6260、CS3080）、 铜板（CL4700、CS2260）……等等。
实际生产中钢板的应用最广，因此这里以钢板 为例来说明板材的超声波探伤。
普通钢板是由钢锭轧制而成。普通钢板包括碳素钢、低合金钢以及奥 氏体钢板、镍及镍合金钢板和双相不锈钢板。
由于钢板加工方式的原因，钢板中的缺陷大多是面积形缺陷。缺陷的 形成一方面是由于材质特性造成，一方面是由于加工工艺造成。
分层、折叠缺陷是在轧制过程中形成，基本都与表面平行。
根据钢板厚度的不同，将钢板分为薄板、中厚板和厚板。
δ<6㎜ 薄板
6≤ δ ≥40㎜ 中厚板
δ >40㎜ 厚板
厚板的探伤常用垂直入射的纵波检测法，又称为垂直检测 法；薄板的探伤常用板波检测法。（详见第五章）
（4）缺陷边界范围和指示长度的测定：
47013标准5.3.6.2规定了缺陷边界的测定方法。 ① 检出缺陷后，应在他的周围继续进行检测，以确定缺陷的范围。 ② 板材＜20㎜用双晶探头确定缺陷的边界范围或只是长度时，探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到检测灵敏度条件 下显示屏满刻度的25%，探头中心点即为缺陷的边界点。 ③ 板材厚度20㎜～60㎜用双晶直探头确定缺陷的边界范围时，探头的 移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到距离波幅曲线， 探头中心点即为缺陷的边界点。 ④ 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷第 一次波波高下降到距离波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点。 ⑤ 确定底面第一次反射波波幅低于满屏50%时，探头移动（单探头或双 直探头）使底面第一次反射波升高到显示屏满刻度的50%，此时探头中 心点即为缺陷的边界点。
制药工程学第07章
重量轻，
维护费用低， 分离效果高， 可连续操作， 生产能力大。
4、电磁振动筛
筛分效率高， 常用于粘性较强 物料的筛分； 如含油物料和树 脂的筛分。
三、物料混合设备
（一）、物料混合机制：
1、对流混合：混合设备翻转或在搅拌作用下物料粒
子之间产生相对运动而混合。
2、剪切混合：利用物料粒子之间的剪切运动，进行的
包衣设备 流化包衣机 网孔式包衣机
普通包衣机
包衣设备
改良包衣机
6、片剂包装设备
片剂包装设备
7、软胶囊生产设备
软胶囊剂生产设备 旋转式自动轧囊机
软胶囊滴丸机
胶囊剂生产设备——软胶囊生产设备
8、硬胶囊生产设备
1. 空胶囊的排序与定向
2. 空胶囊的体帽分离
3. 填充药物 4. 剔除装置 5. 闭合胶囊装置 6. 出囊装置 7. 清洁装置
式中：Nc---球磨机筒体临界转速， r.min-1。
D---球磨机筒体直径，m。
球磨机的特点及应用：
1、结构简单，运行可靠，密闭操作，粉尘少。 2、常用于结晶性或脆性药物的粉碎。 3、缺点：体积大，有振动和噪音；效率低，能耗大。
4、振动磨：
振动磨的结构示意图
1-电机；2-联轴器；3-主轴；4-偏心配重；5-轴承；6-筒体；7-弹簧
粉碎设备
辊式粉碎机 锤式粉碎机 球磨机 振动磨 气流粉碎机
1、辊式粉碎机：
双辊粉碎机
1，3-辊子；2-待粉碎物；4-机架；5-弹簧；6-活动轴承；7-固定轴承
2、锤式粉碎机：
3、球磨机：
研磨介质在筒体的运动方式
研磨介质开始在筒体内发生离心运动时筒体转速称为临界转速。
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热很小，不会引起变形及烧伤，表面租糙度Ra值
可达1．0—0.1um，加工精度可达0.01—0．02mm，并
可加工细小结构和低刚度的工件。
10
第七章超声加工
7.2 超声加工设备及其组成部分
超声波加工设备一般包括超声波发生器、超声波 振动系统、机床本体和磨料工作液循环系统。 超声发生器：超声电源 超声振动系统：超声换能器、变幅杆和工具 机床本体：工作头、加压机构和进给机构、工作台及位 置调整机构
9
第七章超声加工
2)由于工具材料校软，易制成复杂的形状，工具和工件又
无需作复杂的相对运动，因此普通的超声波加工设备
结构简单。但若需要加工较大而复杂精密的三维结构，
可以预见，仍需设计和制造三坐标数控超声波加工机床。 3)由于去除加工材料是靠极小磨粒瞬时局部的撞击作用， 故工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削
5
第七章超声加工
6
第七章超声加工
为了使弹性杆处于最大振幅共振状态，应 将弹性杆设计成半波长的整数倍；
固定弹性杆的支持点，应该选在振动过程
中的波节处，不振动。
7
第七章超声加工
二、超声波加工的基本原理
超声波加工是磨粒 在超声振动作用
下的机械撞击和
抛磨作用以及超 声波空化作用的 综合结果，其中 磨粒的撞击作用
和空化现象。
3）超声波通过不同介质时，产生波的反射和折射
现象。
4）超声波在一定条件下，会产生波的干涉和共振 现象。
4
第七章超声加工
图7-1中，当超声波从杆的一
端向另一端传播时，在杆
的端部将发生波的反射。 在杆内存在周期相同、振幅
相同、方向相反的两个波，
产生干涉。 图中x为弹性杆件任意点b距 超声波入射端的距离。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
而且更适合于加工不导电的脆硬非金屑
材料．如玻璃、陶瓷、半导体锗和硅片
等。同时超声波还可用于清洗、焊接和
探伤等。
2
第七章超声加工
7.1 超声波加工的基本原理和特点
一、 超声波及其特性
超声波波长l，频率f和传播速度c之间关系为
l=c/f
3
第七章超声加工
超声波主要性质：
1）超声波能传递很强的能量；
2）当超声波经过液体介质传播时，产生液压冲击
12
第七章超声加工
13
第七章超声加工
二、声学部件
作用：是把超声频电振荡转变为机械振动，使工
具端面获得高频率及一定振幅的振动。它是超
声波加工机床中最重要的部分，由换能器、振 幅扩大器和工具组成。 换能器的作用是把高频电能转变为机械能，目前 实现这种能量转换常采用压电效应和磁致伸缩
效应。
14
第七章超声加工
（一）压电效应超声波换能器利用 压电效应工作。在压电材料上加上
16000Hz以上的交变电压，压电材料产 生高频伸缩变形，使周围介质做超声振 动。
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第七章超声加工
（二、）磁致伸缩效应超声波换能器基于磁致 伸缩效应工作。铁和钴在磁场中伸长，磁场消失后
又恢复原有尺寸。材料在交变磁场中长度交变伸缩， 其端面将交变振动。
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第七章超声加工
（四）工具
超声波的机械振动经变幅杆放大后传给工具， 工具端面推动磨粒和工作液以一定的能量撞击 工件。 工具的形状和尺寸由被加工表面的形状和尺寸 决定，它们相差一个“加工间隙”(稍大于平 均的磨粒直径) 工具和振幅扩大棒可做成一个 整体，亦可特工具用焊接或螺纹连接等方法固 定在振幅扩大棒下端。
第七章超声加工
第七章 超声加工
人耳能感受的声波频率在16—16000Hz范围内，声波 频率超过16000 Hz被称为超声波。
超声波加工(ultrasonic Machining)是近几十年 发展起来的一种加工方法，它弥补了电火 花加工和电化学加工的不足。
1
第七章超声加工
电火花加工和电化学加工一般只能加工导 电材料，不能加工不导电的非金属材料。 而超声波加工不仅能加工脆硬金属树料，
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第七章超声加工
（三）、变幅杆（振幅扩大棒）
压电或磁致伸缩的变形量很小(即 使在共振条件下振幅也不超过
0.05--0.01mm)，不足以直接用于
加工。超声波加工需0.01—— 0.1mm的振幅，因此必须通过一 个上粗下细的棒杆将振幅加以扩 大，此棒杆称为振幅扩大棒，亦
称变幅杆，如图。
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第七章超声加工
变幅杆能扩大振幅，是由于通过它每个截面的振
动能量是不变的(赂去传播损耗)，截面小的地 方能量密度大，振幅也大。 为了获得较大的 振幅，应使变幅杆的固有振动频率和外激振动 频率相等，处于共振状态。为此，在设计、制
造变幅扦时，应使其长度L等于超声振动的半
波长或整倍数。
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第七章超声加工
由于
固
由此，可知超声波在钢铁中的传播的波长为0.31~0.2m， 对应钢扩大棒长度一般为半波长100mm至160mm之间。
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第七章超声加工
振幅扩大棒可制成锥形的、指数形的或阶 梯形的等。锥形的“振幅放大比”较小， (5一l0倍)，但易于制造。
指数形的放大比中等(10一20倍)，使用中性 能稳定，但不易制造； 阶梯形的放大比较大(20倍以上)，也容易制 造，但当它受到负载阻力时振幅易减小， 性能不稳定，而且在粗细过渡的地方容 易产生应力集中而导致疲劳断裂，为此 须加过渡圆弧。 实际生产中，加工小孔、深孔常用指数形 变幅扦：阶梯形变幅杆因设计、制造容 易，也常被采用。
是主要的。
8
第七章超声加工
三、 超声波加工的特点
1)适合于加工各种脆硬材料。既然超声波加
工是基于微观局部撞击作用，所以材料越是脆硬，受 撞击作用所遭受的破坏越大，愈适宜超声波加工。例 如玻璃、陶瓷(氧化铝、氮化硅等)、石英、锗、硅、石 墨、玛蹈、宝石、金刚石等材料，比较适宜超声波加 工。相反，脆性和硬度不大却具有韧性的材料，由于 具有缓冲作用而难以采用超声波加工。因此，选择工 具材料时，应选择既能撞击磨粒，又不使自身受到很 大破坏的材料，例如不淬火的45钢等。
工作液及循环系统和换能器冷却系统：磨料悬浮循环系 统、换能器冷却系统。
11
第七章超声加工
一、超声波发生器
作用：将50Hz工频交流电转变为有一定功率输出的超
声频电振荡，以提供工具端面控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
好具有对共振频率自动跟踪和自动微调的功能。此外 还要求结构简单、工作可靠、价格便宜和体积小等。
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第七章超声加工
当工具不大时，可以忽略工具对振动的影响，但 当工具较重时，会减小共振频率，故工具较长