1

什么是超声波加工

你听说过超声波加工吗？它也被称为超声波振动加工，是一种通过利用高频振动结合颗粒来去除工件材料的制造工艺。

超声波工具本质上会制造许多微小的振动，随着时间的推移，这些振动会从它所使用的工件中去除材料。

超声波加工是一种减材制造工艺，通过工具在细小磨料颗粒存在的情况下，对零件表面进行高频、低振幅的振动，从而去除零件表面的材料。

工具以0.05到0.125毫米（0.002到0.005英寸）的振幅垂直或正交于零件表面移动。

细小的磨料颗粒与水混合形成浆液，这种浆液分布在零件和工具的尖端之间。磨料颗粒的典型粒度范围为100到1000，其中较小的颗粒（较高的粒度编号）会产生更光滑的表面光洁度。

超声波振动加工通常用于脆性材料以及硬度较高的材料，因为其微观裂纹机制。

在超声波加工中，工具会产生振动，将微小尺寸的颗粒投射到工件上。颗粒通常与水或其他液体混合以形成浆液。

当超声波工具被激活时，它会以极快的速度将这些颗粒投射到工件的表面。颗粒的磨料性质有助于磨掉工件表面的材料。

2

加工过程

机器中用于切削材料的工具是由比工件更软的材料制成的。工具通常由软钢和镍等材料制成。当工具振动时，会加入含有磨料颗粒和颗粒的磨料浆液（液体）。

磨料浆液一直添加到工件与颗粒相互作用为止。由于加入了液体的颗粒，工件的脆性会使工件表面磨损，同时工具会逐渐变形。

3

工作原理

在超声波机器上花费的时间完全取决于振动工具的频率。它还取决于磨料浆液中颗粒的大小、刚度和粘度。

磨料流体中使用的颗粒通常是碳化硼或碳化硅，因为它们比其他材料更硬。如果浆液的粘度较低，使用过的磨料可以更容易地被带走。

4

超声波加工的应用

超声波加工的应用包括：

加工非常精确且形状复杂的零件。

钻出任何形状的圆形孔。

磨削脆性材料。

对孔进行整形。

雕刻。

环切和压印。

螺纹加工。

切削和拉削硬质材料。

加工玻璃和陶瓷。

加工精确的矿石、钨等。

制作模具和进行分隔操作。

精确到足以用于制造微机电系统组件，如微结构玻璃晶片。

切割钻石以获得所需的形状。

5

超声波加工优点

还有许多其他制造工艺能够去除工件上的材料，但它们的应用通常仅限于由坚固耐用材料制成的工件。

然而，超声波加工是独特的，因为它能够去除几乎所有类型工件上的材料，包括由硬质和脆性材料制成的工件。

无论工件是由玻璃、陶瓷还是石英制成，都可以使用超声波加工来改变其物理尺寸。

超声波加工不需要加热工件。如果工件对热波动敏感，可以安全地使用这种加工工艺进行改变。在超声波加工过程中，工件的温度将保持不变。换句话说，该工艺既不需要加热工件，也不需要冷却工件。

此外，超声波加工比许多其他加工工艺具有更高的公差。它能够以其他加工工艺无法实现的高公差来改变工件。

6

超声波加工缺点

另一方面，超声波加工也有一些缺点，其中之一是材料去除率比平均速度慢。它不是一种特别快速的去除工件材料的方法。

相反，它比大多数其他加工工艺都要慢。

除了比平均速度慢的材料去除率外，超声波加工不支持使用深孔。