第七章-超声加工-特种加工课件.

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1、Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7 超声加工Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7 超声加工7.1 超声加工的基本原理和特点7.2 超声加工设备及其组成部分7.3 超声加工速度、精度、表面质量及其影响因素7.4 超声加工的应用Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1 超声加工的基本原理和特点7.1.1 超声波及其特性7.1.2 超声加工的基本原理7.1.3 超声加工的特点Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.

2、1 超声波及其特性v声波与超声波w 声波：人耳能感受的一种纵波纵波，频率范围1616000Hzw 超声波： 16000Hzw 可以在气体、液体、固体介质中纵向传播：cfPrecision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.1 超声波及其特性v超声波的特性w 能够传递很强的能量，功率密度可达100W/cm2以上。212JcAcA：弹性介质密度：振动圆频率：弹性介质中的波速：振动幅值1声强声强能量能量密度密度Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.1 超声波及其特性v超声波的特性w 在液体介质传播时，将以极高的频率压

3、迫液体质点振动，在液体介质中连续形成压缩和稀疏区域，由于液体的不可压缩性，将产生压力正负交变的脉冲液压冲击和空化现象，空腔闭合压力可达几十个大气压。2Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.1 超声波及其特性v超声波的特性w 在不同介质界面产生反射和折射现象，两种介质的波阻抗相差越大，反射率越高。因此，需改善连接面间的传递条件。3Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.1 超声波及其特性v超声波的特性w 一定条件下产生干涉干涉和共振现象。41212sin2sin2222 cossinrtxaATtx

4、aATxtaaaATmaxmin:221:4rrxkakxa波腹波节Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.2 超声加工的基本原理v超声加工（ Ultrasonic Machining：USM ）w 利用工具端面作超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料脆硬材料的一种方法。Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.2 超声加工的基本原理Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.2 超声加工的基本原理v超声换能器将电振荡转变为机械振动；v变幅杆将振幅放大到0.

5、050.1mm左右；v工具端面超声振动迫使工作液中磨粒撞击、抛磨加工表面；v工作液形成正负液压冲击波及空化作用促使工作液钻入加工材料裂缝，加剧机械破坏作用。Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.1.3 超声加工的特点v适应于加工各种脆性材料，特别是不导电材料；v工具可用较软材料、做成复杂形状，无需工具和工件复杂的相对运动，机床结构简单；v宏观切削力小，切削热、切削应力小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙度较好。Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.2 超声加工设备及其组成部分Precision Engine

6、ering Lab., Xiamen Univ.7.2 超声加工设备及其组成部分v超声发生器w 作用：将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频电振荡。w 基本要求：输出功率和频率在一定范围内连续可调；对共振频率自动跟踪和自动微调功能；结构简单，工作可靠等。1Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.2 超声加工设备及其组成部分v超声发生器（续）1Precision Engineering Lab., Xiamen Univ.7.2 超声加工设备及其组成部分v声学部件w 作用：将高频电能转变为机械能。w 组成：换能器（压电效应、磁致伸缩效应）、变幅杆、工