超声波加工机床

超声波加工机床的声学振动模态分析与优化

超声波加工机床的声学振动模态分析与优化超声波加工技术是一项先进的加工方法，利用超声波的高频振动作用在实现高效、精确加工的过程中取得了重要突破。

超声波加工机床作为超声波加工技术的核心设备，其声学振动模态分析与优化是提高加工效率和质量的重要研究内容。

声学振动模态是指机床在自由振动状态下所呈现出的形态和频率。

了解和分析超声波加工机床的声学振动模态可以揭示机床的固有振动特性，为机床结构优化和降低振动噪声提供理论依据。

同时，通过优化机床的声学振动模态，可以提高机床的工作稳定性和精度，进一步提高超声波加工的效率和加工质量。

首先，进行声学振动模态分析是了解超声波加工机床振动特性的关键步骤。

可以通过模态分析方法，如有限元分析等，分析机床在不同振动模态下的固有频率、振动形态和振动能量分布。

通过观察和分析机床在不同振动模态下的动态响应，可以定位和识别机床存在的振动困扰源，并为进一步优化超声波加工机床提供线索。

其次，基于声学振动模态分析结果，进行优化设计是降低机床振动噪声和提高加工质量的重要手段。

一方面，通过优化机床结构和减震设计，可以降低机床在运行过程中产生的振动和噪声。

例如，在结构设计上采用合理的支撑和减振措施，通过减少不同部分的共振点，有效降低机床结构的振动能量。

同时，合理选择和使用减振材料，如橡胶减震垫、弹性支座等，可以有效地吸收和减震机床振动，提高机床的运行平稳性。

另一方面，通过针对特定振动模态进行优化控制，可以降低机床在加工过程中的振动干扰，提高加工精度和表面质量。

例如，针对机床主轴振动导致的加工误差，可以通过设计合理的振动控制策略，如主轴轴向振动补偿系统，实现自适应调控。

通过实时监测机床振动状态，借助控制算法和传感器反馈，实现对振动的实时控制和抑制。

这样可以有效地减少振动干扰，提高加工精度和表面质量。

此外，声学振动模态分析与优化还可以针对特定加工工艺对机床进行优化设计。

超声波加工技术的加工过程中，机床的振动特性对加工效果具有重要影响。

超声波加工技术研究本科

超声波加工技术研究本科襄樊学院理工学院毕业论文题目超声波加工技术研究专业机械设计制造及其自动化（机制方向）班级姓名学号指导教师职称┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 超声波加工技术研究摘要：超声波加工技术因为其特有的加工特性被广泛应用于各行各业，尤其在机械加工中，比如研磨、深小孔加工探伤，清洗等。

而在再纺织、化工、食品方面也应用颇多，一些普通加工难以完成的工作通过超声波加工可以轻而易举地完成。

本论文就超声波加工技术的原理、发展及在以上方面的应用做出初步的研究和探索。

首先，对超声波加工的原理和产生机理做出了解，超声波加工是利用振动频率超过16000Hz 的工具头，通过悬浮液磨料对工件进行成型加工的一种方法。

其次，对超声波加工技术再机械加工中的应用做出研究，通过实例分别探讨其在研磨、洗削加工、深小孔加工中的应用，并与常规加工手段进行对比。

再者对超声波加工在清洗与探伤中的应用做出基本的应用探究。

关键词：超声波加工，机械加工，其他应用┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Application Research of Machining Technology Based onUltrasonicAbstractUltrasonic machining technology because its peculiar processing characteristics are widely used in all walks of life, especially in mechanical processing, such as grinding, deep hole processing scald, cleaning, etc. And again in textile, chemical, food, some quite also applies to the finished work of ordinary processing by ultrasonic machining can easily finish. This paper, the principle of the ultrasonic machining technology development and application of the above make preliminary research and exploration. First, the principle of ultrasonic machining and its mechanism, ultrasonic machining is to know to use vibrations frequency of more than 16,000 Hz, through suspension abrasive tool to head the forming of a kind of method.Secondly, of ultrasonic machining technology to the application of mechanical processing make research, through examples in this paper the grinding and wash cutprocessing, deep hole processing applications, and compared with the conventional processing methods.Moreover of ultrasonic machining in cleaning and testing the application of the application to make basic study.Key words: Ultrasonic machining, mechanical processing, other applications┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊目录第一章绪论 ...................................................... - 1 - 1.1超声波的概念 ........................................... - 1 - 1.2 超声波的产生 ........................................... - 1 - 1.3超声波的两个参数及其特点 ................................ - 1 - 1.5 超声波加工技术的应用现状及发展趋势 ..................... - 2 - 1.6超声波加工技术的基本原理 ................................ - 4 - 1.6.1超声波加工机床简介 ............................. - 5 - 1.6.2 超声振动加工 .................................. - 5 - 1.6.3 超声复合加工 .................................. - 7 - 1.7研究的目的与意义 ........................................ - 8 - 第二章超声波精密研磨 .............................................- 10 - 2.1超声研磨的原理 .........................................- 10 - 2.2 超声波研磨的装置 .......................................- 12 - 第三章超声波深小孔加工 ...........................................- 14 - 3.1超声波振动钻的基本原理 ..................................- 14 - 3.2超声波加工的刀具 ........................................- 17 - 3.3刀具与机体的连接 ........................................- 18 - 3.4 超声波加工深小孔的实际应用—对玻璃小孔的钻削加工 ........- 19 - 3.4.1磨料选择 .......................................- 19 - 3.4.2工具的振幅与频率的选择 .........................- 19 - 3.4.3加工压力的选择 .................................- 19 - 3.4.4磨料悬浮液浓度的参数选择 .......................- 20 - 3.4.5加工效果与缺陷 .................................- 20 -┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第四章超声波铣削加工 .............................................- 21 -4.1 超声波铣削加工的原理与特点 .............................- 21 -4.2 超声铣削机床 ...........................................- 22 -4.3超声波铣削加工中材料去除率模型 ..........................- 23 - 4.4分层厚度对材料去除率的影响 ..............................- 26 - 第五章超声波的其他应用 ...........................................- 26 -5.1.超声波探伤 .............................................- 26 - 5.1.1 超声波探伤的概念...............................- 26 - 5.1.2 超声波探伤的原理...............................- 27 - 5.1.3.超声波探伤在管道焊缝中的实例应用及分析 .........- 28 - 5.1.4 超声波技术在探伤应用中的优缺点 .................- 31 - 5.2超声波清洗 .............................................- 32 - 5.2.1超声波清洗的基础 ...............................- 32 - 5.2.2超声波清洗原理 .................................- 32 - 5.2.3超声波清洗机 ...................................- 33 - 5.2.4超声波清洗的主要技术参数 .......................- 33 - 5.2.5影响超声波清洗的技术参数 .......................- 34 - 5.2.6超声波清洗的优点 ...............................- 34 - 第六章总结 ......................................................- 35 - 致谢 ............................................................- 36 - 参考文献 .........................................................- 37 -┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章绪论超声波加工包括超声振动加工和超声复合加工两种方法这两种超声波加工方式在一些常规加工方式无法解决完成的时候它们能很容易的进行加工。

超声波加工技术

时，速度低，工具损耗大。为了进步加工速度，降低工具损耗，可采用复合加工。
比方：采用超声波与电化学加工相结合的方法加工喷油嘴、喷丝板上的小孔或窄缝，能极大的进步加工速度和加工质量。
4、超声波清洗
超声波清洗的原理主要是利用超声波频振动在液体中产生的交变冲击波和空化作用。
空化效应产生的强烈冲击波，产生的空化气泡浸透到污物与被清洗部位外表之间，促使污物脱落；
四、超声波加工的应用：
1、型孔、型腔加工
a)加工微细孔; b)加工型腔；c)加工异形孔
套料；
切圆；
复杂沟槽
弯曲孔；
刻槽
2、切割加工超声精细
切割半导体、铁氧体、石英、宝石、陶瓷、金刚石等硬脆材料，
a)切片；b)多个圆片落料；c)多片圆板落料；d〕切割单晶硅片
3、复合加工
超声波加工与其它加工方法相结合。利用超声波加工硬质合金、耐热合金等金属材料
整个振动系统的联接部分应接触严密，否则超声波传递过程中将损失很大能量。在螺纹联接处应涂以凡士林油，绝不可存在空气间隙，因为超声波通过空气时会很快衰减。
3 、机床本体
CSJ-2型超声波加工机床 l--工作台；2--上具；3--变幅杆；4--换能器 5--导轨；6--支架；7--平衡重锤
4、磨料工作液及其循环系统
二、超声加工的特点
1〕合适加工各种硬脆材料，尤其是玻璃、陶瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等不导电的非金属材料。也可加工淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬质或耐热导电的金属材料，但加工效率较低。
二、超声加工的特点
1〕合适加工各种硬脆材料，尤其是玻璃、陶瓷、宝石、石英、锗、硅、石墨等不导电的非金属材料。也可加工淬火钢、硬质合金、不锈钢、钛合金等硬质或耐热导电的金属材料，但加工效率较低。 2〕由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时部分的冲击作用，故工件外表的宏观切削力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤，外表粗糙度也较低，可达Ra0．630．08um，尺寸精度可达正负0．03mm，也适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。 3〕工具可用较软的材料、做成较复杂的形状，且不需要工具和工件作比较复杂的相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面。一般，超声加工机床的构造比较简单，操作、维修也比较方便。 4〕超声加工的面积不够大，而且工具头磨损较大，故消费率较低。

超声波加工机床的结构设计与动力系统优化

超声波加工机床的结构设计与动力系统优化一、引言超声波加工机床是一种利用超声波振动进行加工的先进设备。

它具有精度高、效率高、能耗低等优点，因此在现代工业中得到了广泛应用。

本文将对超声波加工机床的结构设计与动力系统进行分析与优化，旨在进一步提高其加工质量和性能。

二、超声波加工机床的结构设计1. 传动系统设计超声波加工机床的传动系统是保证加工过程中能量传递和工具运动的关键部分。

采用传动系统可以将电机的转速转换为工作台或工具的运动速度。

传动系统的设计应保证其结构紧凑、刚性良好、传动效率高和稳定性强。

2. 悬挂系统设计超声波加工机床的悬挂系统用于支撑工具和工作台，使其在超声波振动下能够稳定运动。

悬挂系统应具备足够的刚性和稳定性，能够有效抵抗振动的影响。

同时，悬挂系统还应具备一定的调节能力，以适应不同加工任务的要求。

3. 结构刚度设计超声波加工机床在加工过程中需要承受较大的力和振动。

因此，其结构刚度设计至关重要。

合理的结构刚度设计可以提高加工精度，减小振动的影响，并降低设备的故障率和维修成本。

结构刚度设计需要考虑材料的选择、结构的合理性和加工工艺等因素。

三、超声波加工机床的动力系统优化1. 电机选择与匹配超声波加工机床的电机是动力系统的核心部分，对其性能和稳定性有重要影响。

电机的选择应根据加工机床的负载要求、工作条件和精度要求等因素进行选择。

同时，电机的匹配应保证其输出扭矩和速度与机床需求相匹配，以提高加工效率和精度。

2. 控制系统设计与优化超声波加工机床的控制系统对于保证加工过程的稳定性和精度至关重要。

控制系统应具备快速响应、精准调整和稳定运行的能力。

通过优化控制算法和调整控制参数，可以进一步提高加工机床的稳定性和控制精度。

3. 能源系统优化超声波加工机床的能源系统包括供电系统和能量转换系统两部分。

供电系统应能够稳定地为机床提供所需电能，以保证其正常运行。

能量转换系统应具备高效转换能量的能力，以提高能源利用率和机床的工作效率。

精密与特种加工简答综合(2016-10修改)解答

名词解释气浮导轨P24：运动导轨的底平面和两侧导轨面通有压缩空气，使运动部件浮起的这种导轨形式称为气浮导轨。

非接触抛光P47：非接触抛光是一种研磨抛光新技术，是指在抛光中工件与抛光盘互不接触，依靠抛光剂冲击工件表面，以获得加工表面完美结晶性和精确形状的抛光方法。

精密研磨P44：精密研磨属于游离磨粒切削加工，是在刚性研具上注入磨料，在一定压力下，通过研具与工件的相对运动，借助磨粒的微切削作用，去除微量的工件材料，以达到高级几何精度和优良表面粗糙度的加工方法。

电解磨削P156：是电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工方法，具有较好的加工精度和表面粗糙度，比机械磨削具有较高的生产率。

超声波加工P192：超声波加工是利用工具端面做超声频振动，通过磨料悬浮液加工脆性材料的一种成形加工方法。

固结磨料加工P38：就是利用固结磨具（砂轮、油石）或涂覆磨具（砂带）对黑色金属、硬脆材料的精密加工方法。

微细加工：微细加工技术是指制造微小尺寸零件的生产技术。

从广义角度来说，微细加工包含了各种传统精密加工方法和与传统精密加工方法完全不同的新方法，从狭义的角度来说，微细加工主要是指半导体集成电路制造技术。

电火花加工极性效应P58：仅由于正负极性接法不同而正极和负极材料电蚀量不一样的现象叫极性效应。

激光焊接P186：焊接过程属传导焊接，即激光辐照加热工件表面，产生的热量通过热传导向内部传递。

在工件上形成一定深度的熔池，冷却凝固以后就将工件焊接完成。

离子镀膜P213：是在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化，在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或者反应物沉积在基片上成膜。

、表面光泽如镜的磨削镜面磨削P41：镜面磨削是指加工表面粗糙度达到R a0.02～0.01m方法。

空气静压轴承P19：在转轴和轴承瓦之间，通入压缩空气，将轴承和转轴分开，以压缩空气承受径向载荷的一种轴承形式。

等脉冲电源P72：是指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。

超声波加工机床的振动特性与动态响应分析

超声波加工机床的振动特性与动态响应分析简介超声波加工机床是一种利用超声波作为能量源进行材料加工的机械装置。

它利用超声波的高频振动，在添加一定的切削液的条件下，对工件表面进行高效加工。

然而，超声波加工机床的运动过程中会产生振动，这些振动对机床的性能和加工质量有着重要影响。

本文将对超声波加工机床的振动特性进行深入分析，并探讨其动态响应。

一、超声波加工机床的振动特性超声波加工机床在工作过程中会发生多种类型的振动，包括弹性振动、旋转振动、冲击振动等。

这些振动特性会直接影响到机床的性能和加工质量。

弹性振动是超声波加工机床最常见的一种振动形式。

它是由于机床结构、工作部件以及切削过程中的力作用等因素引起的。

弹性振动的频率与机床的结构刚度及质量密切相关，刚度越大，频率越高。

旋转振动是由转子的不平衡或不同质量部件之间的摩擦力导致的。

这种振动会引起机床的不稳定性，影响到加工质量。

冲击振动是由机床在微动状态下突然受到冲击作用引起的。

这种振动往往会导致机床的破坏以及加工质量下降。

二、超声波加工机床的动态响应超声波加工机床的动态响应是指机床在外界激励下的运动反应。

了解动态响应对于优化机床结构、提高加工效率至关重要。

机床的动态响应包括振动位移、振动速度和振动加速度等。

通过对这些参数的分析，可以了解机床在加工过程中的运动情况，进一步研究振动对机床性能的影响。

在进行动态响应分析时，常采用有限元方法、频域分析和时域分析等方法。

有限元方法可以模拟机床的振动特性，并通过模态分析预测机床振动频率和振型。

频域分析可以通过傅里叶变换将信号从时域转换为频域，进一步分析机床的频谱特征。

时域分析可以实时监测振动信号，并用于故障诊断和性能评估。

三、改进措施与应用前景针对超声波加工机床的振动特性和动态响应，我们可以采取一系列改进措施来提升机床的性能和加工质量。

首先，可以通过增加机床的刚度来降低弹性振动的幅值和频率。

这包括优化机床的结构设计和选用更高刚度的材料。

台州亚古机床设备有限公司
超声波加工机床
名词解释：
超声波加工机床是由超声电源(超声发生器)、超声振动系统及加工机床本体三部分组成，适用于加工各种不同不导电的硬脆材料，不易于加工出各种复杂形状的型孔、型腔、成型表面和薄壁、薄片等不能承受较大机械应力的零件的机械设备。

超声波加工机床的分类：
（1）超声波焊接机床；
（2）超声波熔接机床；
（3）超声波切割机床；
（4）超声波复合钻孔机床；
（5）超声波铣削机床；
（6）超声波打孔机床。

超声波加工的优点：
（1）与传统加工相比，超声波加工可以最多在5个面内进行高质量的加工。

（2）加工后表面光洁度可达到Ra < 0.2 mm。

（3）由于采用了整体式自适应控制（ADR）和声学控制方法（ACC），提高了加工过程的安全性。

（4）精确钻孔时，孔径最小可达0.3mm。

（5）由于力度和热负荷小，有利于保护工件和刀具。

（6）可自行磨刀的金刚石刀具可以保证较高的切削效率并延长使用寿命。

多功能数控超声加工机床设计

换刀柄；超声振动系统安装在刀柄上，当刀柄旋转时，可
大，然后传给工具头，使工具头做高频的纵向振动，工
具头做高频纵振的同时随主轴做旋转运动。在高频振动和旋转运动复合下，钎焊在工具头端部的金刚石颗粒对
的气蚀作用来去除材料，或给工具或件沿一定方向施加
超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使丁件相互结
合的加方法［３超声加工分为传统超声加ｌ和回转超１］－。丁声加＿［，回转超声加工是在传统超声加工的基础上发展而
／、一Ｉ数控技７ｌ
多功能数控超声加工机Ｊ计末设
何建文，连海山，郭钟宁，张永俊，赵文凤
（东工业大学，广东广州广５００１０６）
声加工的原理．对多功能数控超声加工机床各组成部分的设计进行了详细的阐述。研制出的机床可以进行磨
阁１
旋转超声加工原理网
变幅杆的作用是将换能器传过来的微幅振动进行振幅放
３１主传动系统．
主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，是超声加工机床的一个重要部分。机床的主传动系统总体方案结构如图３所示．主轴组件和伺服电机采用齿形同步带传动．可有效地提高机床的传动速度，降低机床振动和噪音：刀柄通过打刀缸进行紧同，利用气动按钮可很方便更

超声波机床设备参数

超声波机床设备参数超声波机床是一种利用超声波振动进行加工和清洗的设备，其参数涉及到多个方面。

首先，超声波机床的振动频率是一个重要参数，通常在20kHz至200kHz之间，不同频率适用于不同的加工和清洗需求。

其次，振幅是指超声波振动的幅度，通常在10微米至100微米之间，也会根据具体应用进行调整。

另外，超声波功率是指超声波振动产生的能量，通常以瓦特（W）为单位，不同的加工和清洗任务需要不同功率的超声波机床。

此外，超声波机床的工作台尺寸、加工速度、清洗介质、工作温度等参数也会对设备的性能产生影响。

除此之外，还有一些特殊的参数，比如超声波加工时的工作压力、超声波清洗时的清洗时间等，这些参数都需要根据具体的应用需求进行调整和设定。

从应用角度来看，超声波机床的参数对于不同的加工和清洗任务有着不同的影响。

比如在超声波清洗领域，清洗介质的种类和温度会影响清洗效果，清洗时间和超声波功率会影响清洗的速度和彻底程度；而在超声波加工领域，振动频率和振幅会影响加工表面的质量和加工效率，工作压力和加工速度也会影响加工的精度和速度。

此外，从设备性能和维护角度来看，超声波机床的参数也至关重要。

比如超声波功率过大可能会导致设备损坏，而振动频率和振幅的稳定性也会影响设备的使用寿命和稳定性。

因此，在选择超声波机床时，需要综合考虑这些参数，并根据实际需求进行合理的选择和设定。

综上所述，超声波机床的参数涉及到振动频率、振幅、超声波功率、工作台尺寸、加工速度、清洗介质、工作温度、工作压力等多个方面，这些参数会对设备的性能、应用效果和维护保养等方面产生重要影响，因此在选择和使用超声波机床时，需要全面考虑这些参数并进行合理的设定和调整。

异军突起的超声振动高效加工机床

异军突起的超声振动高效加工机床作者：汽车制造业随着制药、光学和汽车工业等诸多工业部门对高负荷零件需求的日益增加，人们使用了许多所谓的“高性能材料”，如陶瓷、玻璃、硬质合金等。

这类材料具有很好的特性，如重量轻、化学稳定性和热稳定性好、耐腐蚀等，但是它们的硬脆特性使用传统的加工方法（如磨削、金刚石刀具加工等）难以进行加工，或者是加工费用昂贵。

位于Stipshausen im Hunsrück的Hermann Sauer股份有限公司根据30多年来在超声加工领域中的经验，开发了一种超声加工新技术——Ultrasonic。

根据Ultrasonic的设计方案，镶嵌有金刚石微粒制成的铣、钻、磨刀具以20kHz的频率（即20000次/s）切入工件；在超声波的帮助下，即使是最硬的工件也可以用较小的力度和较高的进给功率进行切削加工。

采用传统的加工方法加工硬脆性材料需要分多道工序进行，浪费时间而且加工费用较高。

由于加工刀具和被加工工件之间的摩擦，还会引起的极大损失。

而采用超声波加工，可以根据目标直接进行加工，具有以下优点：* 与传统加工相比，超声波加工可以在5个面（最多）内进行高质量的加工；* 加工后表面光洁度可达到Ra < 0.2 ?m；* 采用整体式自适应控制（ADR）和声学控制方法（ACC），提高了加工过程的安全性；* 精确钻孔时，孔径最小可达0.3mm；* 力度和热负荷小，有利于保护工件和刀具；* 可自行磨刀的金刚石刀具，可以保证较高的切削效率并延长使用寿命。

进行超声波加工时，需要将高频电信号转化为力学运动量，然后通过调压器放大振动的幅值。

从理论上讲，使用的金刚石刀具在20kHz（20000次脉冲/s）的脉冲运动下将先收缩，随后出现延伸。

当达到幅值或延伸的最大值时，与刀具固定在一起的金刚石微粒触及到待加工的工件表面，工件材料被破碎为微小碎屑。

同时，刀具继续以3000～4000r/min的转速旋转。

超声波加工PPT课件

２)用超声波切割脆硬的半导体材料。
图８-１２超声波切割单晶第29页/共35页
３)复合加工
图８-１３超声波电解复合加工小孔第30页/共35页
３)复合加工
第31页/共35页
３)复合加工
图８-１４超声波振动车削加工第32页/共35页
４)超声波清洗。
图８-１５超声波清洗装置示意图第33页/共35页
第3页/共35页
第二节超声波加工的设备及构成
一、超声波发生器二、超声波振动系统三、超声波加工机床本体四、磨粒悬浮液及冷却循环系统
第4页/共35页
一、超声波发生器
第5页/共35页
二、超声波振动系统
１.超声波换能器２.变幅杆(振幅扩大棒) 3.工具
第6页/共35页
பைடு நூலகம்
１.超声波换能器
(１)压电效应超声波换能器 (２)磁致伸缩效应超声波换能器
第11页/共35页
２.变幅杆(振幅扩大棒)
（8-5）（8-6）
第12页/共35页
3.工具
超声波的机械振动经变幅杆放大后传递给工具，使磨料和工作液以一定的能量冲击工件，加工出需要的尺寸和形状。
第13页/共35页
三、超声波加工机床本体
图８-６ＣＳＪ-２型超声波加工机床
１—支架２—平衡重锤３—工作台４—工具５—变幅杆６—换能器７—导轨８—标尺
(３)磨料悬浮液
第22页/共35页
(４)工件材料
第23页/共35页
２.加工精度及其影响因素
图８-９工具磨损对圆孔加工精度影响的示意图第24页/共35页
３.加工表面质量及其影响因素
图８-１０超声波加工表面粗糙度与磨料粒度的关系１—玻璃２—半导体材料(硅)

资产评估师《机电设备》知识点：超声波加工

资产评估师《机电设备》知识点：超声波加工资产评估师《机电设备》知识点：超声波加工导语：超声波可以根据原理分可以分为检测超声和功率超声。

在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

大家跟着店铺来看看超声波加工的相关内容吧。

(一)超声波加工原理超声波换能器利用铁、钴、镍等合金磁性材料在交变磁场作用下其尺寸发生伸长和缩短这一特性(这种现象称之为磁致伸缩效应)，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)超声波加工机床的组成1.超声电源。

将50Hz的交流电变为15kHz～30kHz的高频振荡(超声波)电源，供给超声波换能器。

其功率为20～4000W.2.超声振动系统。

由超声换能器和变幅杆组成。

变幅杆可以做成锥形、曲线形和阶梯形。

3.超声波加工机床本体。

由超声波加工机床本体由工作头、工作台、立柱、磨料、工作液循环系统部分组成。

(三)超声波加工特点1.适用于加工各种硬脆材料，尤其是电火花难以加工的不导电材料，如玻璃、陶瓷、金刚石等;2.由于在加工中工具通常不需要旋转，因此易于加工出各种复杂形状的型孔、型腔、成型表面等;3.加工过程中受力很小，适于加工薄壁、薄片等不能承受较大机械应力的零件。

激光加工激光是一种亮度高、方向性强、单色性好的相干光，它可以把能量高度集中在特定的小面积上，激光加工就是利用这一特性实现的。

(一)加工原理利用激光的高温高能量，把被加工的材料急剧熔化或气化，并利用冲击波去除多余物质。

目前主要用于打孔和切割。

(二)激光加工装置激光加工装置由激光器、电源、光学系统和机械系统四大部分组成。

(三)激光加工特点1.不受材料性能限制，几乎所有金属材料和非金属材料都能加工;2.加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形;3.加工速度极高，热影响区小，易于实现自动化生产和流水作业;4.可通过透明介质(如玻璃)进行加工，这对某些特殊情况(例如在真空中加工)是十分有利的。

超声波加工机床的刀具设计与材质选择

超声波加工机床的刀具设计与材质选择超声波加工机床的刀具设计与材料选择超声波加工机床是一种利用超声波振动进行加工的先进设备，广泛应用于精密加工、玻璃加工、珠宝加工、装饰工艺等领域。

在使用超声波加工机床进行加工时，刀具的设计和材料选择对加工效果和成本具有重要影响。

本文将重点探讨超声波加工机床的刀具设计原则和材料选择。

刀具设计原则1. 刀具几何形状超声波加工机床的刀具几何形状需要满足以下要求：- 尖端锋利：刀具的尖端需要尖利，以便在加工过程中更好地传递超声波能量。

- 附着力小：刀具在加工过程中尽量减少与工件的接触面积，避免产生过大的摩擦力，在切削过程中降低能量损耗。

- 抛光处理：刀具表面需要进行抛光处理，以减小刀具与工件之间的接触面积，降低摩擦力，并提高加工表面的光洁度。

2. 刀具材料超声波加工机床的刀具材料需要具备以下特性：- 高硬度：刀具材料需要具备足够的硬度，以抵抗加工过程中的磨损和变形。

- 高强度：刀具需要在超声波振动下承受较大的应力，在加工过程中不发生断裂。

- 耐腐蚀性：由于加工液中可能含有腐蚀性物质，刀具材料需要具备一定的耐腐蚀性，以延长刀具寿命。

- 导声性能：刀具材料需要具备良好的导声性能，以便更好地传递超声波能量。

常用的刀具材料包括硬质合金(钨钢)、工具钢和陶瓷材料等。

硬质合金具有高硬度和较高的耐磨性，但耐腐蚀性和导声性能相对较差；工具钢具有较好的耐腐蚀性和导声性能，但硬度和耐磨性相对较低；陶瓷材料具有良好的导声性能和耐磨性，但脆性较高。

材料选择在选择超声波加工机床刀具的材料时，需要根据具体的加工要求和材料特性进行综合考虑。

1. 对于硬度较高的工件材料，如玻璃、石英等，可以选择使用硬质合金或工具钢作为刀具材料。

硬质合金的硬度较高，能够满足对硬度要求较高的加工工艺，并具有较好的耐磨性，适用于长时间的连续加工。

而工具钢则在一定硬度和耐磨性的同时，具备较好的导声性能和一定的韧性，适用于对刀具寿命有要求但对加工表面要求较高的情况。

用超声波处理各种材料的加工机床(HS 845620)2017 墨西哥(25个)进

用超声波处理各种材料的加工机床（HS 845620）墨西哥（25 个）进口商排名（按进口额排名） -Operated by ultrasonic processes (HS 845620)2017 MEXICO Importer Rankings
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
全球最大的贸易统计数据库 – GTA2017 年终统计结果显示：2017 年 1-12 月用超声波处理各种材料的加工机床（商品编码 845620）墨西哥进口商共计 25 个 GTA (Global Trade Analysis System), the world's largest trade intelligence database shows that there are 25 MEXICO Importers of -Operated by ultrasonic processes (HS CODE 845620) in 2017
数据来源：全球最大贸易统计数据库—GTA
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超声波加工机床加工精度与表面质量的优化研究

超声波加工机床加工精度与表面质量的优化研究超声波加工机床是一种新型的非传统加工设备，利用超声波振动技术对工件表面进行加工。

与传统机械加工相比，超声波加工具有高效率、精度高、加工表面质量好等优点。

然而，在实际应用过程中，超声波加工机床的加工精度和表面质量仍然面临一些挑战。

因此，对于超声波加工机床的加工精度与表面质量进行优化研究具有重要意义。

首先，要提高超声波加工机床的加工精度，需要从加工过程的控制方面入手。

加工时需合理选择合适的超声波振幅、频率和加工速度等工艺参数，使其与工件的材料特性相匹配。

此外，要保证加工过程中的稳定性和一致性，减小因机床结构等因素造成的振幅和频率变化，从而提高加工的准确度。

同时，采用先进的控制技术，如闭环控制系统和自适应控制算法，能够实时监测和调整超声波加工机床的工艺参数，有效提高加工的精度。

其次，优化超声波加工机床的表面质量需要考虑材料特性、超声波工艺参数和刀具等多个因素的综合影响。

在选择刀具时，应考虑刀具的材料、形状和刃口尺寸等因素，使其与工件相适应，从而减小加工过程中的振动和切削力，提高表面质量。

此外，合理选择工艺参数，如超声波频率、振幅和加工速度等，能够控制切削过程中的热量和应力，减小工件的变形和表面缺陷，从而改善表面质量。

另外，采用先进的润滑剂和冷却系统，能够降低加工时的摩擦和热量，有效提高表面质量。

最后，为了进一步优化超声波加工机床的加工精度和表面质量，可以结合其他加工方法进行联合加工。

例如，采用超声波和电火花加工相结合，能够充分发挥两种加工方法的优点，提高加工的准确度和表面质量。

此外，利用数控技术和机器人技术等，可以实现超声波加工机床的自动化和智能化，进一步提高加工的精度和表面质量。

综上所述，超声波加工机床的加工精度与表面质量的优化研究是现代制造技术中的热点问题。

通过合理选择工艺参数、优化控制系统和刀具选择等方面的优化措施，能够有效提高超声波加工机床的加工精度和表面质量。

超声波加工

在工具1和工件2之间注入磨料悬浮
液3，当工具1端面迫使磨料悬浮液3
中的磨粒以很大的速度和加速度不
断地撞击和抛磨被加工表面时，被
加工表面的材料被粉碎成很细的微
粒，从工件上剥落下来。虽然每次
剥落下来的材料很少，但由于每秒
钟撞击的次数多达16 000次以上，
因而仍有一定的加工速度。
超声波加工的原理 1—工具； 2—工件； 3—磨料悬浮液； 4、5—变幅杆；
6—换能器； 7—超声波发生器
12.4.2 超声波加工装置
普通超声波加工机床的结构比
较简单，其包括支承超声波振动系
统的支架、安装工件的工作台、使
工具以一定压力作用在工件上的进
给机构以及床身等部分，如图所示
为CSJ-2型超声波加工机床。超声
波振动系统安装在能上下移动的导
轨7上，导轨7由上下两组滚动导轮
4.生产率低，这是超声波加工的一大缺点。
3.由于去除加工材料是靠极小磨料瞬时局部的撞击作用，因而工件表面的宏观切削力很小，切削应力、切削热很小，不会引起变形及烧伤，表面粗糙度也较好，而且可以加工薄壁、窄缝和低刚度零件。
12.4.4 超声波加工的应用
超声波加工虽然比电火花、电解加工效率低，但其加工精度和表面粗糙度却更好，而且能加工非导体、半导体等脆硬材料，例如，玻璃、石英、宝石、锗、硅甚至金刚石等。即使是电火花加工后的一些淬火钢、硬质合金冲模、拉丝模、塑料模具，还常采用超声波门中主要用于对脆硬材料进行圆
孔、型腔、异形孔、套料和微细孔等加工，如图所示。
超声波孔、腔和套料加工
2.超声波切割加工
用普通机械加工切割脆硬的半导体材料很困难，采用超声波切割则较为有效。如图所示为超声波切割加工单晶硅片的示意图。用锡焊或铜焊将工具（薄钢片或磷青铜片）焊接在变幅杆的端部，加工时注意喷注磨料悬浮液，一次可割10～20片。

超声波枪钻机床设计

摘要该设计是设计一超声深孔钻床，利用超声震动加工深孔。

振动切削与普通切削相比，在降低切削力和切削热方面有明显的效果，尤其在难加工材料的加工和精密加工中，振动切削具有普通切削无法比拟的工艺效果。

因此，作为精密机械加工和难加工材料加工的一种新技术，振动切削已经逐步渗透到多种机械加工领域，振动钻削就是比较成功的应用实例。

振动钻削，即在钻头(或工件)正常工作进给的同时，对钻头(或工件)施加某种有规律的振动，使钻头在振动中切削，形成脉冲式的切削力波形，使切削用量按某种规律变化，以达到改善切削效能的目的。

根据实际加工的需要，适当选择振动参数(频率v，振幅A以及频率v与工件转速n的比例关系)，可以控制切屑的大小和形状，得到满意的切屑，避免切屑堵塞。

可提高生产效率几倍到十几倍，提高加工精度1—2级，且加工表面质量也有较大改善。

超声振动深孔加工钻床是利用超声振动系统对钻头施加振动，使钻头在振动中切削，使切削用两按规律变化，从而达到改善切削效能的目的。

关键词：超声振动，深孔加工，枪钻车床。

AbstractThis design is designs a supersonic deep hole drilling machine, the use supersonic vibration processes the deep hole. The vibration cutting and the ordinary cutting compares, in reduces the cutting force and cuts the hot aspect to have the tangible effect, difficult to be processing the material especially in the processing and the precise processing, the vibration cutting has the craft effect which the ordinary cutting is unable to compare. Therefore, took the precision machinery processing and difficult to process the material processing one kind of new technology, the vibration cutting already gradually seeps to many kinds of machine-finishing domain, the vibration drills truncates compares the successful application example.The vibration drills truncates, namely while the drill bit (or work piece) normal work to feed, (or work piece) exerts some kind of orderly vibration to the drill bit, causes the drill bit to cut in the vibration, forms the pulse -like cutting force profile, causes the cutting specifications according to some kind of rule change, achieves the improvement cutting potency the goal。