超声振动辅助加工原理
超声波加工技术
二、超声波加工的基本原理
超声换能器利 用磁致伸缩效应， 将高频电振荡变为 高频机械振动，再 借助变幅杆把振幅 放大，驱使工具振 动，从而锤击工件 表面的磨料，通过 磨料加工工件的表 面。
二、超声加工的特点
4）超声加工的面积不够大，而且工具头磨 损较大，故生产率较低。
超声加工设备的功率不同，其结构也有 所不同，但其基本组成相同。一般包括超声 发生器、超声振动系统、磨料悬浮液循环系 统和机床。
1、 超声波发生器 超声波发生器（又叫超声频发生器或超 声波电源）的作用是将工频交流电转换为功 率为20--4000W的超声频振荡，以供给工 具端面往复振动和去除工件材料的能量。
超声波振动系统主要包括换能器、变幅杆、 工具。其作用是将由超声波发生器输出的高频电 信号转变为机械振动能，并通过变幅杆使工具端 面作小振幅的高频振动，以进行超声加工。 A、换能器 换能器的作用是将高频电振荡转换成机械振动。 目前，根据其转换原理的不同，有磁致伸缩式和 压电式两种。
压电效应是指，石 英晶体、钛酸钡以及锆 钛酸铅等物质在受到机 械压缩或拉伸变形时， 在其两端面上产生一定 的电荷而形成一定的电 势。相反，改变两端面 上的电压，也会产生一 定的伸缩变形的现象。 利用上述物质的压电效应，在两面加16000Hz 以上的交变电压，则该物质会产生高频的伸缩变形， 使周围的介质作超声振动。 为了获得最大的超声波强度，应使晶体处于共 振状态，故晶体片厚度应为声波半波长或整倍数。
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超声加工的原理及应用
超声加工的原理及应用1. 超声加工的原理超声加工是一种利用超声波在材料表面产生机械振动，以实现加工的一种技术。
其原理主要有以下几个方面：1.1 超声波的产生超声波是指频率在20kHz以上的声波。
在超声加工中，超声波的产生通常使用压电效应。
通过施加电压和施加压力，将压电晶体引起固有的振动，产生超声波。
1.2 超声波的传播在超声加工中，超声波通过声导波器（传感器）传播到材料表面。
通过声导波器的设计，将电能转化为机械能，将超声波能量传导到材料表面。
1.3 超声波的作用超声波作用在材料表面时，会引起材料表面的微小振动。
这种微小振动可以通过摩擦、压力等方式，产生加工作用力。
超声波的作用力可以使材料表面发生塑性变形、磨削、清洁等加工效果。
1.4 超声波的效应超声加工的效应主要有以下几个方面：•磨削效应：超声波振动可以改变材料表面的摩擦性质，从而实现磨削效果。
超声波磨削可以去除材料表面的氧化层、氧化物、污垢等。
•加工效应：由于超声波的振动作用力，可以改变材料的物理性质，如硬度、强度等。
超声波加工可以提高材料表面的光洁度、增加颗粒的尺寸、改变材料的晶体结构等。
•清洁效应：超声波振动可以产生高频的压力变化，使附着在材料表面的污垢、颗粒等杂质受到冲击，从而实现清洁效果。
2. 超声加工的应用超声加工技术在各个领域都有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：2.1 金属加工在金属加工中，超声加工可以用来改善工件的表面质量。
通过超声波振动的作用，可以去除材料表面的氧化层、氧化物等污染物，提高材料的光洁度、光泽度。
2.2 玻璃加工在玻璃加工中，超声加工可以用来实现玻璃边缘的光滑和加工。
通过超声波的磨削和加工效应，可以去除玻璃边缘的毛刺、划痕等缺陷，提高玻璃的边缘质量。
2.3 橡胶加工在橡胶加工中，超声加工可以用来改善橡胶制品的表面质量。
通过超声波的振动作用，可以去除橡胶制品表面的气泡、毛刺、污垢等缺陷，提高橡胶制品的质量和性能。
超声加工的基本原理和特点
超声磨削机床 夫琅和费研究所
三、机床——国外超声加工机床
超音波加工机 大阪大学产业科学研究所
USM-100F20S-D 超音波工业株式会社
三、机床——国产超声加工机床
CNC三轴精密自动钻孔 台湾克硬企業有限公司
经济型超声加工机 无锡市超声电子设备有限公司
3. 超声加工工艺指标与影响因素
一、加工速度g/min,mm3/min
二、声学部件——工具 工具的形状和尺寸由被加工表面的形状和尺寸决定，它们之间
相差一个“加工间隙”。
DMG金刚石刀具
三、机床
超声波加工时，工具与工件间作用力很
小，加工机床只须实现工具的工作进给运动
及调整工具与工件间相对位置的运动，因此
机床构造较简单，一般包括支撑振动系统的
机架、工作台面、进给机构以及床身等部分。
但直到1948年才由美国工
程师Lewis Balamuth获得
世界上第一项超声加工专
利。
变
传统的超声加工(USM)：
静 压
幅 杆
早期的超声加工主要依靠工
力
具作超声频振动，使悬浮液
中的磨料获得冲击能量，从 磨料流
工具
而去除工件材料达到加工目 的，但加工效率低，并随着
工件
振幅分布
加工深度的增加而显著降低。
1)超声加工技术与传统的机械加工技术相结合，如超声车削、超 声钻削、超声磨削、超声抛光等 。
2)超声加工技术与其他特种加工技术相结合，如超声波辅助电火 花加工、超声波辅助电镀、超声波辅助电解加工等 。
2. 超声加工设备及其组成部分
一、超声波发生器 超声发生器将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频振荡，
放大系数Mp是指变幅杆工作在共振频率时，输出端与输入端的 质点位移或速度振幅的比值；
超声振动辅助钻削钛合金的机理和工艺研究
超声振动辅助钻削钛合金的机理和工艺研究摘要：随着时代的发展，经济的增长，社会的进步，我国的综合国力逐渐提高，科学技术不断的改良、创新、进步，而这些改变随之而来的是我国的工业发展越来越迅速，以往的封建的旧的思想以及旧的技术、产品已近满足不了这个时代的需求，人们的生活水平不断提高，对于新兴的产品以及技术的需求越来越高，超声振动辅助钻削钛合金技术的发展就是其中之一.关键词：超声振动辅助钻削钛合金技术；机理；用途；工艺研究1.超声振动辅助钻削钛合金的机理随着科技的进步，社会的发展，超声振动辅助钻削钛合金的应用越来越普遍，其的原理基础还是应用了超声波的特点，超声波具有的特点有：特点1：超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。
特点2：超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。
特点3：超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应。
（治疗）超声振动辅助钻削在材料上的选择是很讲究的，超声振动辅助钻削在材料上选择钛合金的原因是因为钛合金的机械Q值高，机械损耗小，并且钛合金的机械强度大。
所以用钛合金是比较好的。
但因为钛合金的成本比铝、钢的成本要高，所以一般情况下，大部分的材料厂用铝，用钢也是可以，总的来说，这主要是更具看场合的需要来决定的。
不仅如此，钛合金的材料还具有质轻高弹，超声波衰减小的特点，更重要的是，因为钛合金具有低密度、高比强度、弹性模量低、抗阻尼性能强的特点，所以，超声振动辅助钻削在材料上选择钛合金是十分合适的，硬质合金钢和钛合金的区别一个是硬度，一个是质地。
钛合钢质地细腻而硬质合金坚硬却不细腻所以说在焊接时应该选用硬质合金钢，总的来说，超声振动辅助钻削在材料上的选择是十分重要的，选择钛合钢是十分合适的。
2.超声振动辅助钻削钛合金的工艺研究如今，全球的发展十分迅速，尤其是中国，近几年，随着社会的进步，经济的增长，超声振动辅助钻削钛合金的工艺研究有了很大的进步，可以说，超声振动辅助钻削钛合金的技术近年来进入了一个全新的时期，可以说，超声振动辅助钻削钛合金的发展前景是光明的是明朗的，但是据专家人士分析，虽然最近几年超声振动辅助钻削钛合金技术有了很大的提升，但其技术与外国相比还是存在着许多差距的，其的发展还是不够稳定，不够成熟，还是有许多的问题需要我们解决的，下面，就像大家具体的介绍一下超声振动辅助钻削钛合金的工艺研究。
超声振动辅助锯切氧化铝陶瓷机理的研究
超声振动辅助锯切氧化铝陶瓷机理的研究氧化铝陶瓷广泛的应用各种技术领域，但因为高硬度、脆性的特点，采用普通圆锯片锯切加工，效率和加工表面质量低，容易产生裂纹、切缝边缘崩边等缺陷，限制了其进一步的应用。
超声辅助加工作为一种特殊加工的方式，已变为加工陶瓷的有效方法。
因此本文对超声振动辅助锯切工艺过程中加工机理进行深入研究，为超声振动辅助锯切加工工艺的推广应用奠定基础。
主要研究结果如下：1.本文采用超声振动与普通金刚石圆锯片锯切加工相结合的方法，设计了一套给工件激振的超声振动辅助锯切系统。
2.本文针对锯片与工件相互作用机理进行了探讨，发现超声振动辅助锯切过程中存在着多种作用形式且有别于普通锯切。
开展了锯切参数对超声振动辅助锯切力的影响实验研究，结果表明锯切力随着锯切深度、工件速度的增加而增大，锯片转速的增加而减小。
超声振动作用降低了锯切力、力比和锯切比能。
并且锯切深度、进给速度增加和转速降低，锯切力减小效果越显著。
3.基于压痕断裂力学理论，分析了超声振动辅助锯切临界切削深度。
超声锯切过程中单颗磨粒最大切削厚度大于普通锯切。
实验研究了超声振动对材料去除方式的影响，在相同锯切参数下，超声振动辅助锯切中，沟槽底部材料脆性去除比例大于普通锯切，有利于材料后续去除且其材料去除率大于普通锯切。
工件锯切侧面表面粗糙度低于普通锯切，在同样锯切侧面质量状况下，超声锯切效率高于普通锯切。
4.锯片磨损实验过程中，在超声振动冲击作用下，锯片磨损形态主要的表现形式为磨粒表面微破碎形成众多切削刃，结合剂去除速率增加，磨粒出刃高度增大和新的磨粒及时露出。
随着材料去除总量增加，超声振动辅助锯切力和力比相对于普通锯切上升缓慢，表现出良好的自锐性能。
请说明超声波加工应用的原理
超声波加工应用的原理1. 引言超声波加工是一种广泛应用于材料加工领域的高级技术。
它通过利用超声波的机械振动来改善材料的物理和化学性质，实现材料的加工和处理。
本文将详细说明超声波加工应用的原理。
2. 超声波的产生超声波是指频率高于人类听力范围（一般为20kHz）的机械波。
它通常通过压电晶体或磁性材料的振动来产生。
当施加电压或磁场于压电晶体或磁性材料时，它们会发生振动，并以机械波的形式传播到工作区域。
3. 超声波加工的原理超声波加工的原理是利用超声波的机械振动产生热和紧缩效应，改变材料的物理和化学性质。
以下是超声波加工的主要原理：•热效应：超声波的机械振动会使材料中的分子和离子发生摩擦和碰撞，从而产生热量。
这个热量可以用于熔化或软化材料，实现切割、焊接和塑性加工等过程。
•紧缩效应：超声波的机械振动会导致材料的局部压力和应力增加，从而改变材料的结构和性质。
这个效应可以用于压缩和密封材料，实现冷焊接和表面处理等过程。
•空化效应：超声波的机械振动会在液体中产生空化现象，即在振动周期中形成稳定的气泡。
当气泡瞬间坍塌时产生的冲击波能够使材料表面受到剥离和清洁，实现去污和去除氧化层等过程。
4. 超声波加工的应用超声波加工应用广泛，以下列举了一些常见的应用领域：•医疗领域：超声波在医学诊断和治疗中起着重要的作用。
例如，超声波可以用于医学成像、超声刀手术和打破结石等治疗。
•制造业领域：超声波在制造业中用于焊接、切割、清洗和激励等加工过程。
例如，超声波可以用于塑料焊接、金属切割和陶瓷打磨等加工工艺。
•食品加工领域：超声波可以用于食品加工过程中的杀菌、脱氧和乳化等操作。
例如，超声波可以用于果汁消毒、蔬菜脱氧和乳制品乳化等食品加工工艺。
•环境保护领域：超声波可以用于环境保护和污水处理中的去污和降解工作。
例如，超声波可以用于油污清洗、水污染治理和废弃物降解等环境保护工艺。
5. 结论超声波加工是一种基于超声波的高级材料加工技术。
超声波加工技术
超声波加工技术随着科技的不断进步，越来越多的先进技术被应用到了生产制造、医疗、环境治理等各个领域。
在这些新兴技术中，超声波加工技术成为了备受关注的一种。
本文将介绍超声波加工技术的原理、应用以及未来的发展。
一、超声波加工技术的原理超声波加工技术是利用高频率的超声波在物体表面产生微弱但高强度的振动，使物体在一定的压力下发生破碎、剪切、摩擦等变形，从而实现加工的一种新型方法。
超声波波长短，频率高，振幅小，具有较强的穿透性和局部能量聚焦性，能大幅提高工件表面的加工精度和效率。
常见的超声波加工设备包括超声波喷淋机、超声波清洗机、超声波焊接机等。
二、超声波加工技术的应用1.工业领域超声波加工技术在工业领域中的应用非常广泛。
例如，在金属加工中，超声波可以帮助清除锈垢和切削剂污染，减少切削力并提高切削效率。
在塑料加工中，超声波加工技术可以帮助实现精细的焊接、成型、切割等加工过程。
在石材加工中，超声波是一种非接触加工方法，可用于切割、打孔、修复等石材雕刻加工。
2.医疗领域超声波加工技术在医疗领域也是非常有用的。
例如，在牙科护理中，超声波可以用于去除牙结石和色素沉积。
在眼科手术中，超声波是一种安全、有效的手术工具，可用于眼内手术，如白内障手术。
还有就是可以用于造影、核磁共振成像等医学诊断。
3.环境领域超声波加工技术在环境领域也有广泛的应用。
例如，可将波长调至100kHz以上的超声波作用于污水处理过程中的污泥和废水，可破坏细菌和病毒等有害微生物，同时产生剪切和打散原污泥的作用，从而降低处理成本和提高处理效率。
超声波也可用于处理废物、治理二氧化碳等环境修复方面。
三、超声波加工技术的未来随着科技不断进步，超声波加工技术也将继续得到更新、优化和完善。
目前，该技术的应用范围还有待扩大，技术解决方案和应用场景还需深度研究和商业化探索。
在未来，超声波的新兴技术将涉及到自动驾驶、人机交互、物联网和智能手机等领域。
总之，超声波加工技术将是未来最重要的科技之一，非常有前途和潜力。
超声加工的工作原理及应用
超声加工的工作原理及应用1. 工作原理超声加工是利用高频振动将机械振动能转化为材料表面的微细振动，从而实现对材料进行加工的一种非传统工艺方法。
其主要包括以下几个方面的工作原理：•超声波发生器：超声波发生器产生高频机械振动，将电能转换为机械振动能。
•换能器：换能器将机械振动能转化为超声波振动能。
•增压器：增压器将超声波振动能进行增压，使其能够对材料产生足够的振动能量。
•腔体：腔体是超声振动的载体，可以是单向振动或双向振动。
•传导头：传导头将超声波振动能传导到材料表面，使其产生微细振动。
•材料表面变形：材料表面受到超声波的微细振动作用，使其发生塑性变形、剪切、摩擦，从而实现对材料的加工。
超声振动的频率一般在20kHz以上，可以达到200kHz，振幅可调。
其振动形式可是单向振动，也可以是双向振动。
2. 应用领域超声加工具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：2.1 切削加工超声加工可用于材料的切削加工，如金属的切削、玻璃的切削等。
由于超声加工具有微细振动的特点，可以在切削过程中降低切削力，减少切削温度，提高切削质量。
2.2 焊接与焊接检测超声焊接是利用超声波在材料表面造成剪切力和高频振动，使两个材料之间产生巨大的摩擦力，从而实现材料的焊接。
超声焊接可用于金属、塑料等材料的焊接。
超声焊接检测则是利用超声波的反射、散射、透射等特性，对焊接部位进行无损检测，检测焊接缺陷、疏松等情况。
2.3 表面处理超声波振动能够提供高频机械能，可用于材料表面的清洁、去污，同时也可用于材料表面的增强、改性等应用。
用超声波进行表面处理可以提高材料的密封性、抗腐蚀性、附着力等性能。
2.4 3D打印后处理超声波振动可用于3D打印后处理中的支撑结构去除、表面平整等步骤。
3D打印后的零件表面常常存在支撑结构，使用超声波去除支撑结构可以提高零件的表面质量。
2.5 医疗领域超声波在医疗领域也有广泛的应用，如超声波刀、超声波消融等。
超声波刀可以用于手术中的切割、凝固等操作，减少出血和创伤。
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超声振动辅助加工原理
超声振动辅助加工是一种利用超声波的振荡来改善和增强传统加工过程的技术。
其原理包括以下几个方面：
1. 振动传递：超声振动辅助加工利用超声波的频率高和振幅小的特点，通过超声波振荡器将机械振动转化为超声波的振动，并通过耦合件将超声波传递到工件表面。
2. 超声波作用：超声波在传递过程中能够产生剧烈的空化效应，即在振动周期中产生气泡，当气泡在周期内崩溃时，产生的冲击波能够产生高频高能量的力量。
这种力量可以改变传统加工过程中的摩擦、变形和切削力等物理现象，从而提高加工效率和改善加工质量。
3. 辅助效果：超声振动对于不同的加工过程有不同的辅助效果。
在切削加工中，超声振动能够减小切削力、降低切削温度，防止刀具磨损；在焊接中，超声振动能够提高焊接速度、增强焊缝质量；在复合材料加工中，超声振动能够改善切削性能、提高材料的切削强度等。
总的来说，超声振动辅助加工通过利用超声波的振荡效应，能够改变传统加工过程中的物理现象，从而提高加工效果和质量。