超声加工技术的现状及发展趋势.doc

超声加工技术的现状及发展趋势超声加工技术的现状及发展趋势前言:超声波加工是利用超声振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料,或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工,或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。超声波加工技术是一种涉及面广且更新快的机械加工技术。结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声振动系统的研究进展和超声加工技术在深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、难加工材料的加工、超声振动切削、超声复合加工等方面的最新应用,并阐述了超声加工技术的发展趋势。关键词:超声波加工、超声振动、声复合加工、应用、发展、正文:1、超声振动系统的研究进展及其应用超声振动系统由换能器、变幅杆和工具头等部分组成,是超声设备的核心部分。在传统应用中,超声振动系统大都采用一维纵向振动方式,并按“全调谐”方式工作。但近年来,随着超声技术基础研究的进展和在不同领域实际应用的特殊需要,对振动系统的工作方式和设计计算、振动方式及其应用研究都取得了新的进展。日本研究成功一种半波长弯曲振动系统,其切削***安装在半波长换能振动系统细端,该振动系统换能器的压电陶瓷片采用半圆形,上下各两片,组成上下两个半圆形压电换能器(压电振子),其特点是小型化,结构简单,刚性增强。日本还研制成一种新型“纵-弯”型振动系统,并已在手持式超声复合振动研磨机上成功应用。该系统压电换能器也采用半圆形压电陶瓷片产生“纵-弯”型复合振动。日本金泽工业学院的研究人员研制了加工硬脆材料的超声低频振动组合钻孔系统。将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合,制造了一台组合振动钻孔设备,该设备能检测钻孔力的变化以及钻孔精度和孔的表面质量,并用该组合设备在不同的振动条件下进行了一系列实验。实验结果表明,将金刚石中心钻的超声振动与工件的低频振动相结合是加工硬脆材料的一种有效方法。另一种超声扭转振动系统已在“加工中心”用超声扭转振动装置上应用。主要用作电火花加工后的模具异形(如三角形、多边形)孔和槽底部尖角研磨抛光,以及非导电材料异形孔加工。该振动系统的换能器采用按圆周方向极化的8块扇形压电陶瓷片构成,产生扭转振动。2、,在相同的要求及加工条件下,加工孔比加工轴要复杂得多。一般来说,孔加工工具的长度总是大于孔的直径,在切削力的作用下易产生变形,从而影响加工质量和加工效率。特别是对难加工材料的深孔钻削来说,会出现很多问题。例如,切削液很难进入切削区,造成切削温度高;刀刃磨损快,产生积屑瘤,使排屑困难,切削力增大等。其结果是加工效率、精度降低,表面粗糙度值增加,工具寿命短。采用超声加工则可有效解决上述问题。兵器工业五二研究所研究了陶瓷深孔精密高效加工的新方法——超声振动磨削,进行了超声振动磨削和普通磨削陶瓷深孔的对比实验。结果表明,超声振动磨削可明显提高陶瓷加工效率,能有效地消除普通磨削产生的表面裂纹和凹坑,是陶瓷深孔精密高效加工的新方法。,新的超声研磨抛光方法和设备已出现。北京市电加工研究所提出的“超硬工具材料电火花超声波复合抛光方法”,其特点是:采用超声频信号调制高频电火花脉冲电源与超声加工复合进行聚晶金刚石拉丝模研磨抛光。