1、超声加工超声加工11. 11. 超声加工超声加工（Ultrasonic Machining , USM)Ultrasonic Machining , USM)11.1 11.1 超声加工的基本原理和特点超声加工的基本原理和特点11.1.1 11.1.1 超声波及其特性超声波及其特性10-4Hz 16Hz16kHz 105kHz次声波次声波超声波超声波可听声波可听声波v超声波的特性（超声波的特性（1）0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 传递速度（传递速度（m/sm/s）v超声波的特性（超声波的特性（2）v 超声波的特性（超声波的特性（3）形成真空，产形成真空，产生气泡
2、生气泡空泡闭合，形空泡闭合，形成压力成压力高频上下运动：高频上下运动： f f 16kHz16kHzv 超声波的特性（超声波的特性（4）固体固体(液体液体)空气空气反射率反射率100%100%v 超声波的特性（超声波的特性（5）距入射端距离为距入射端距离为x x的的b b点处：点处：入射波入射波反射波反射波)(2sinxTtAa入TxAaaa2sin2cos2反入合合成波合成波)(2sinxTtAa反共振的条件：共振的条件： 杆长为半波长的整数倍，杆长为半波长的整数倍，L= k/2L= k/2波节波节MM点处：不振动点处：不振动ABM11.1.2 11.1.2 超声加工的基本原理超声加工的基本
3、原理11.1.3 11.1.3 超声加工的特点超声加工的特点11.2 11.2 超声加工设备及其组成部分超声加工设备及其组成部分1-1-工作台工作台2-2-上具上具3-3-变幅杆变幅杆4-4-换能器换能器5-5-导轨导轨6-6-支架支架7-7-平衡重锤平衡重锤 123546711.2.1 11.2.1 超声波发生器超声波发生器功率放大器功率放大器信号放大器信号放大器震荡器震荡器电电 源源作用：产生超声频率的电流作用：产生超声频率的电流11.2.2 11.2.2 超声振动系统超声振动系统k/2k/2磁场强度磁场强度(A/m)相对伸长量相对伸长量S1S2J1S1 = J2 S2变幅杆的形式变幅杆的
4、形式(510(510倍倍) (1020) (1020倍倍) () (2020倍倍) )v 工具工具 工具材料：工具材料：4545钢等韧性材料钢等韧性材料部件之间应连接紧密部件之间应连接紧密 螺纹连接处：涂凡士林油螺纹连接处：涂凡士林油 支撑点应选在支撑点应选在“驻波节电驻波节电”处处11.2.3 11.2.3 超声加工机床超声加工机床 加工压力调节：加工压力调节：声部的自重声部的自重 - - 平衡重平衡重调压机构：杠杆、弹簧、气动、电磁铁调压机构：杠杆、弹簧、气动、电磁铁11.3 11.3 超声加工速度、精度、表面质量超声加工速度、精度、表面质量 及其影响因素及其影响因素 影响加工速度的因素（
5、影响加工速度的因素（1 1）影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（2 2）影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（3 3）影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（4 4）影响加工速度的因素（影响加工速度的因素（5 5）超声加工精度和表面质量超声加工精度和表面质量11.4 11.4 超声波的应用技术超声波的应用技术11.4.1 11.4.1 超声切割加工超声切割加工单晶硅片切割方法绞合线结构示意图绞合线结构示意图11.4.2 11.4.2 型孔、型腔加工型孔、型腔加工 存在问题存在问题工具有损耗工具有损耗损耗不易补偿损耗不易补偿影响加工精度影响加工精度a）微细孔b）型腔c）异形通孔d) 弯曲孔
6、e) 刻槽g）套料h）切圆i） 复杂沟槽11.4.3 11.4.3 超声振动切削超声振动切削11.4.3 11.4.3 超声振动切削超声振动切削11.4.3 11.4.3 超声振动切削超声振动切削11.4.4 11.4.4 超声波复合振动研磨超声波复合振动研磨11.4.5 11.4.5 超声清洗超声清洗(1)(1)11.4.5 11.4.5 超声清洗超声清洗(2)(2)11.4.5 11.4.5 超声清洗超声清洗(3)(3)11.4.5 11.4.5 超声清洗超声清洗(4)(4)11.4.6 11.4.6 超声测距超声测距11.4.7 11.4.7 超声波无损检测超声波无损检测11.4.8 11.4.8 超声雾化超声雾化 11.5 11.5 超声波加工新技术超声波加工新技术v 微细超声波加工技术微细超声波加工技术
