為什麼超聲加工適合硬性材料

❶ 超聲波加工的機理是什麼

中文名稱：超聲加工
英文名稱：ultrasonic machining
定義：利用超聲振動的工具，帶動工件和工具間的磨料懸浮液，沖擊和拋磨工件的被加工部位，使其局部材料被蝕除而成粉末，以進行穿孔、切割和研磨等，以及利用超聲波振動使工件相互結合的加工方法。
應用學科：機械工程（一級學科）；切削加工工藝與設備（二級學科）；特種加工工藝（三級學科）
超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動的工具，並通過它與工件之間游離於液體中的磨料對被加工表面的捶擊作用，使工件材料表面逐步破碎的特種加工，英文簡稱為 USM。超聲加工常用於穿孔、切割、焊接、套料和拋光。
超聲加工歷史
1927年，美國物理學家伍德和盧米斯最早作了超聲加工試驗，利用強烈的超聲振動對玻璃板進行雕刻和快速鑽孔，但當時並未應用在工業上；1951年，美國的科恩製成第一台實用的超聲加工機。
二十世紀50年代中期，日本、蘇聯將超聲加工與電加工(如電火花加工和電解加工等)、切削加工結合起來，開辟了復合加工的領域。這種復合加工的方法能改善電加工或金屬切削加工的條件，提高加工效率和質量。1964年，英國又提出使用燒結或電鍍金剛石工具的超聲旋轉加工的方法，克服了一般超聲加工深孔時，加工速度低和精度差的缺點。
超聲加工的工作原理
超聲波發生器將工頻交流電能轉變為有一定功率輸出的超聲頻電振盪，換能器將超聲頻電振盪轉變為超聲機械振動，通過振幅擴大棒（變幅桿）使固定在變幅桿端部的工具振產生超聲波振動，迫使磨料懸浮液高速地不斷撞擊、拋磨被加工表面使工件成型。
超聲波焊接原理
通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由於塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力後，使其融合成一體。當超聲波停止作用後，讓壓力持續，有些許保壓時間，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近於原材料本體強度。
超音波的熔焊應用方法
一、 熔接法：
以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產生磨擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，採用合適的工件和合理的介面設計，可達到水密及氣密，並免除採用輔助品所帶來的不便，實現高效清潔的熔接。
二、 鉚焊法：
將超音波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬間發熱融成為鉚釘形狀，使不同材質的材料機械鉚合在一起。
三、 埋植：
藉著焊頭之傳道及適當之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預留入塑膠孔內，固定在一定深度，完成後無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。
四、 成型：
本方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著於塑膠品外圈，焊頭發出超音波超高頻振動後將塑膠溶融成形而包覆於金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。
五、 點焊：
A、 將二片塑膠分點熔接無需預先設計焊線，達到熔接目的。
B、 對比較大型工件，不易設計焊線的工件進行分點焊接，而達到熔接效果，可同時點焊多點。
六、 切割封口：
運用超音波瞬間發振工作原理，對化纖織物進行切割，其優點切口光潔不開裂、不拉絲。
超聲加工的主要特點
不受材料是否導電的限制；工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或強度、韌性越大則越難加工；由於工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低於工件材料；可以與其他多種加工方法結合應用，如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。
超聲加工主要用於各種硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
超聲打孔的孔徑范圍是0.1～90毫米，加工深度可達100毫米以上，孔的精度可達0.02～0.05毫米。表面粗糙度在採用W40碳化硼磨料加工玻璃時可達1.25～O.63微米，加工硬質合金時可達0.63～0.32微米。
超聲加工機一般由由電源(即超聲發生器)、振動系統(包括超聲換能器和變幅桿)和機床本體三部分組成。
超聲發生器將交流電轉換為超聲頻電功率輸出，功率由數瓦至數千瓦，最大可達10千瓦。通常使用的超聲換能器有磁致伸縮的和電致伸縮的兩類。磁致伸縮換能器又有金屬的和鐵氧體的兩種，金屬的通常用於千瓦以上的大功率超聲加工機；鐵氧體的通常用於千瓦以下的小功率超聲加工機。電致伸縮換能器用壓電陶瓷製成，主要用於小功率超聲加工機。
變幅桿起著放大振幅和聚能的作用，按截面積變化規律有錐形、指數曲線形、懸鏈線形、階梯形等。機床本體一般有立式和卧式兩種類型，超聲振動系統則相應地垂直放置和水平放置。

❷ 超聲波金屬表面加工這種加工工藝怎麼樣 適合哪些材質的工件

金屬零件的主要來的加自工方法有：機械加工，沖壓，精密鑄造，粉末冶金，金屬成型

機械加工是指通過一種機械設備對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按加工方式上的差別可分為切削加工和壓力加工。

沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。

還有特種加工，激光加工，電火花加工，超聲波加工，電解加工，粒子束加工以及超高速加工等。車、銑、鍛、鑄、磨 ，數控加工、CNC數控中心都屬於機加工。

❸ 什麼材料最適合超聲波加工

超聲加工可以用在很多地方，熱塑性塑料是可以做焊接。金屬材料可以用超聲加工提高加工精度。

❹ 什麼是超聲波加工

1基本原理

頻率超過16000Hz的聲波就稱為超聲波，超聲波加工是利用工具作超聲頻振動，通過磨粒撞擊和拋磨工件，從而使工件成型的一種加工方法。如圖2-58所示，加工時，工具以一定的壓力作用在工件上，加工區送入磨粒液，高頻振動的工具端面捶擊工件表面上的磨粒，通過磨粒將加工區的材料粉碎。磨粒液的循環流動，帶走被粉碎下來的材料微粒，並使磨粒不斷更新。工具逐漸深入材料中，工具形狀便復現在工件上。

圖2-59超聲波加工應用舉例

❺ 超聲加工對於導電的硬質金屬材料如淬火鋼、硬質合金等，也能進行加工，但生產率較低，這是為什麼

我好像在 華鎢硬質合金技術網 中看到過這個資料，你網路下吧

❻ 超聲加工和超聲輔助加工有何不同

超聲加工是指工具端面高頻振動，帶動磨粒懸浮液中磨粒高頻撞擊回工件材料達到去除工件材答料，成形工件的加工方法。因為超聲加工的效率很低，且工具磨損嚴重。近些年發展後，超聲輔助加工是指在常規的加工中，對機床主軸或者工件施加高頻（小振幅 -幾十個微米）振動，達到降低切削力，改善材料切削性能的目的。目前，超聲輔助磨削、銑削等等都已經有相關的論文。簡而言之，超聲振動輔助加工是超聲加工的一種發展。

❼ 超聲波為什麼能加工硬度特別高的工件請通俗易懂解釋謝謝！

因為可以利用超聲波高頻振動，把大塊變成小塊來加工，這樣，加工的力就小了。

❽ 超聲加工的主要特點

不受材料是否導電的限制；工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件；被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或強度、韌性越大則越難加工；由於工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低於工件材料；可以與其他多種加工方法結合應用，如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。
超聲加工主要用於各種硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
超聲打孔的孔徑范圍是0.1～90毫米，加工深度可達100毫米以上，孔的精度可達0.02～0.05毫米。表面粗糙度在採用W40碳化硼磨料加工玻璃時可達1.25～O.63微米，加工硬質合金時可達0.63～0.32微米。
超聲加工機一般由由電源(即超聲發生器)、振動系統(包括超聲換能器和變幅桿)和機床本體三部分組成。
超聲發生器將交流電轉換為超聲頻電功率輸出，功率由數瓦至數千瓦，最大可達10千瓦。通常使用的超聲換能器有磁致伸縮的和電致伸縮的兩類。磁致伸縮換能器又有金屬的和鐵氧體的兩種，金屬的通常用於千瓦以上的大功率超聲加工機；鐵氧體的通常用於千瓦以下的小功率超聲加工機。電致伸縮換能器用壓電陶瓷製成，主要用於小功率超聲加工機。
變幅桿起著放大振幅和聚能的作用，按截面積變化規律有錐形、餘弦線形、指數曲線形、懸鏈線形、階梯形等。機床本體一般有立式和卧式兩種類型，超聲振動系統則相應地垂直放置和水平放置。

❾ 超聲波加工可加工什麼樣的金屬表面

其實和材料還是抄有一定關系的。比如豪克能的超聲波鏡面加工設備，能加工的金屬硬度范圍在洛氏硬度65以下，這個范圍內他們能加工的金屬表面光潔度最低可達Ra0.05左右。
因為超聲波鏡面加工的原理，太硬的合金材料很難使用超聲波加工。

❿ 什麼是超聲波加工超聲波加工可不可以用於不導電的非金屬材料加工

你指的是超聲波雕刻吧 玻璃 石頭 玉 水晶 瑪瑙都能加工