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加工中心超声尺寸加工

日期：2009年12月31　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    超声加工是功率超声应用的一个重要方面。加工中心早期的超声加工也叫传统超声加工，它依靠工具作超声频(16—25kHz)、小振幅(10—40岭m)振动，通过分散的磨料来破除材料，不受材料是否导电的限制。摇臂钻床研究表明：超声加工的效果取决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，常采用适当方法改变材料特性，如用阳极溶解法加工中心使硬质合金的粘接剂——钴先行析出，使硬质合金表面变为脆性的碳化钨(WC)骨架，易被去除，以适应超声加工的特点。
随着各种脆性材料(摇臂钻床如玻璃、陶瓷、半导体、铁氧体等)和难加工材料(耐热合金和难熔合金、硬质合金、各种人造宝石、聚晶金刚石以及天然金刚石等)的日益广泛应用，各种超声加工技术均取得了长足的进步。
    超声尺寸加工的研究与应用历史较长。人们利用高速摄影设备，通过对工具端面处磨粒的冲击运动进行研究与观察，证实位于加工部位的磨粒因受到工具端面的冲击(受超声频振动加工中心引起的)，众多的工件材料摇臂钻床微粒屑被冲下来，这样，随着工具的不断进给，可以达到尺寸加工的目的。也就是说，超声尺寸加工实质上是一种自由磨粒的机械切削作用的结果。
实验表明，在一定范围内，加工速度随着声参数(振幅、频率)、磨料粒度和送进压力等的增大而增加；但是磨料粒度的增大将直接影响到加工表面质量，而且当粒度增加到一定数值时，加工速度反而会下降。最佳的磨粒尺寸取决于振幅，而振幅和送进压力以及工具面积也是相互影响的。
    加工深度与加工速度的加工中心关系在很大程度上取决于磨料悬浮液进人工具端面下间隙中的状况，即磨料的更换速度。所以，大多数超声加工机床都配有冲抽磨料悬浮液装置，其加工速度比没有冲抽时高2—3倍。近年来，也有采用工具或工件回转的方法，或者同摇臂钻床时使工具与工件轴线建立偏心，促进加上部位磨料的不断更新。
    超声加工精度除与机床、工具的精度有关外，还与磨粒尺寸、工具形状及其磨损情况、工具的横向振动和加工深度有关。在正确设计工具及合理选择磨料粒度的情况下，采用微粉磨料加工，可达加工中心到土5lxm的加工精度。因此，采用超声法加工天然金刚石或聚晶金刚石、立方氮化硼拉丝模，已成为十分普及的加工方法。摇臂钻床值得注意的是，国外已将超声法用于原子能工业；加工了大批用陶瓷、碳化铀、二氧化铀、二氧化钍以及刚玉等制作的零件。

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