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加工中心超聲尺寸加工
日期：2009年12月31 來源：沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字：加工中心
超聲加工是功率超聲應(yīng)用的一個重要方面。加工中心早期的超聲加工也叫傳統(tǒng)超聲加工，它依靠工具作超聲頻(16—25kHz)、小振幅(10—40嶺m)振動，通過分散的磨料來破除材料，不受材料是否導(dǎo)電的限制。搖臂鉆床研究表明：超聲加工的效果取決于材料的脆度和硬度。材料的脆度越大，越容易加工；而材料越硬，加工速度越低。因此，常采用適當(dāng)方法改變材料特性，如用陽極溶解法加工中心使硬質(zhì)合金的粘接劑——鈷先行析出，使硬質(zhì)合金表面變?yōu)榇嘈缘奶蓟u(WC)骨架，易被去除，以適應(yīng)超聲加工的特點。
隨著各種脆性材料(搖臂鉆床如玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體、鐵氧體等)和難加工材料(耐熱合金和難熔合金、硬質(zhì)合金、各種人造寶石、聚晶金剛石以及天然金剛石等)的日益廣泛應(yīng)用，各種超聲加工技術(shù)均取得了長足的進(jìn)步。
超聲尺寸加工的研究與應(yīng)用歷史較長。人們利用高速攝影設(shè)備，通過對工具端面處磨粒的沖擊運動進(jìn)行研究與觀察，證實位于加工部位的磨粒因受到工具端面的沖擊(受超聲頻振動加工中心引起的)，眾多的工件材料搖臂鉆床微粒屑被沖下來，這樣，隨著工具的不斷進(jìn)給，可以達(dá)到尺寸加工的目的。也就是說，超聲尺寸加工實質(zhì)上是一種自由磨粒的機械切削作用的結(jié)果。
實驗表明，在一定范圍內(nèi)，加工速度隨著聲參數(shù)(振幅、頻率)、磨料粒度和送進(jìn)壓力等的增大而增加；但是磨料粒度的增大將直接影響到加工表面質(zhì)量，而且當(dāng)粒度增加到一定數(shù)值時，加工速度反而會下降。最佳的磨粒尺寸取決于振幅，而振幅和送進(jìn)壓力以及工具面積也是相互影響的。
加工深度與加工速度的加工中心關(guān)系在很大程度上取決于磨料懸浮液進(jìn)人工具端面下間隙中的狀況，即磨料的更換速度。所以，大多數(shù)超聲加工機床都配有沖抽磨料懸浮液裝置，其加工速度比沒有沖抽時高2—3倍。近年來，也有采用工具或工件回轉(zhuǎn)的方法，或者同搖臂鉆床時使工具與工件軸線建立偏心，促進(jìn)加上部位磨料的不斷更新。
超聲加工精度除與機床、工具的精度有關(guān)外，還與磨粒尺寸、工具形狀及其磨損情況、工具的橫向振動和加工深度有關(guān)。在正確設(shè)計工具及合理選擇磨料粒度的情況下，采用微粉磨料加工，可達(dá)加工中心到土5lxm的加工精度。因此，采用超聲法加工天然金剛石或聚晶金剛石、立方氮化硼拉絲模，已成為十分普及的加工方法。搖臂鉆床值得注意的是，國外已將超聲法用于原子能工業(yè)；加工了大批用陶瓷、碳化鈾、二氧化鈾、二氧化釷以及剛玉等制作的零件。
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