电,也不像激光、电火花等特种加工一样给工件带来热损伤和残余应力。尽管如此,由于各种客观条件的限制,迄今为止对于超声加工,特别是旋转超声加工的加工机理、工艺规律和加工稳定性等的研究还处于早期的探索阶段,而对旋转超声磨削加工的研究更是凤毛麟角。而有研究表明79,在超声加工中,旋转超声磨削具有加工时磨削力小、加工效率高、精度高、工具磨损小以及对加工材料适应广等优点,也是复合材料、不锈钢等难加工材料比较理想的加工方法。
12XXX加工相关技术概述
121XXX技术的起源与发展
特种是指频率高于人耳听觉上限的声波。一般来讲,人耳可以听到的声波的频率范围约为1620KHz。因此,人们常把高于20KHz的声波称为超声波。而在实际应用种,有些超声技术使用的频率可能在16KHz以下。早在1830年,为了探讨人耳究竟能够听到多高的频率,FSavart13曾用一个多齿的轮首次产生了频率为24104Hz的超声,但人们一般却认为,首次有效产生高频声的,应是1876年FGalto
的气哨实验。第一次
f毕业论文题目
世界大战期间,PLa
gevi
14发明了石英晶体换能器,用来在水中发射和接收频率较低的超声波,开始了人类真正科学的开展超声技术的研究。
122传统加工技术
超声加工方法是近40年来逐步发展的一种新型加工方法,它不仅能加工硬质合金、淬火钢等脆性金属材料,而且适合于半导体和不导电的非金属硬脆材料(如半导体硅片、玻璃、陶瓷以及金属基碳化硅复合材料等)的精密加工和成形加工178。在难加工材料和精密加工中,超声波加工方法具有普通加工无法比拟的工艺效果,具有广泛的应用范围115。1传统超声加工的原理传统超声加工是利用工件做超声振动,并沿工具头振动方向施加一定压力,通过液体磨料来加工材料。如图11所示,其原理为:加工时,超声波发生器通过换能器产生超声频振动,该振动振幅(约有5μm)一般比较小,不能满足需求,需用变幅杆将换能器的振动振幅放大后(振幅为2030μm),再传给工具。
换能器超声波发生器超声振动加压工具磨料喷嘴
工件
变幅杆
磨料工件
图11超声加工示意图由于工具与工件间充满了液体(水或煤油)与磨料(如氧化铝或碳化硅等)混合的悬浮液,且工具以很小的压力压在工件上。工作液中悬浮的磨粒在工具的超声振动下以高速不断冲击工件加工表面,使该表面受到很大的压强而产生材料的变形,当应力超过其强度极限时,材料将发生破坏而成粉末状去除。同时由于悬浮工作液的扰动,促使磨料以高速r