第七章超声加工PPT讲稿.ppt

第七章超声加工第七章超声加工第1页，共48页，编辑于2022年，星期二7.1 超声波及其特性超声波及其特性7.2 超声波加工的原理及特点超声波加工的原理及特点7.3 超声波加工设备超声波加工设备7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律7.5 超声波加工的应用超声波加工的应用主要内容主要内容第2页，共48页，编辑于2022年，星期二31、声波类型、声波类型7.1 超声波及其特性超声波及其特性q振动在弹性介质内的传播称为波动振动在弹性介质内的传播称为波动,简称简称波波。波动的物。波动的物理实质是能量的传递过程。理实质是能量的传递过程。p可闻声波：可闻声波：频率在频率在16160000 Hz之间的声波。之间的声波。p次声波：次声波：频率低于频率低于16 Hz的声波。的声波。p超声波：超声波：频率高于频率高于16000 Hz的声波。的声波。p特超声波：特超声波：频率高于频率高于1010 Hz的声波。的声波。7.1 超声波及其特性超声波及其特性第3页，共48页，编辑于2022年，星期二4声波的频率界限图声波的频率界限图7.1 超声波及其特性超声波及其特性声波声波超声波超声波次声波次声波特超声波特超声波第4页，共48页，编辑于2022年，星期二52、超声波的基本特性、超声波的基本特性（1 1）超声波与声波一样，在气体、液体和固体等）超声波与声波一样，在气体、液体和固体等）超声波与声波一样，在气体、液体和固体等）超声波与声波一样，在气体、液体和固体等不同弹性介质中传播时，不同弹性介质中传播时，不同弹性介质中传播时，不同弹性介质中传播时，其传播速度不同。其传播速度不同。其传播速度不同。其传播速度不同。（2 2）超声波能传递很强的能量，它对其）超声波能传递很强的能量，它对其）超声波能传递很强的能量，它对其）超声波能传递很强的能量，它对其传播方向上的障碍物施加压力（声压）传播方向上的障碍物施加压力（声压）传播方向上的障碍物施加压力（声压）传播方向上的障碍物施加压力（声压）。超声波是一种纵波，其振动能量的强弱可用能量密度来衡量超声波是一种纵波，其振动能量的强弱可用能量密度来衡量超声波是一种纵波，其振动能量的强弱可用能量密度来衡量超声波是一种纵波，其振动能量的强弱可用能量密度来衡量,其能量其能量其能量其能量密度可达密度可达密度可达密度可达100W/cm100W/cm2 2 以上。以上。以上。以上。（3 3）超声波在液体介质中传播时，可）超声波在液体介质中传播时，可）超声波在液体介质中传播时，可）超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化作在界面上产生强烈的冲击和空化作在界面上产生强烈的冲击和空化作在界面上产生强烈的冲击和空化作用用用用，强化加工过程的进行。，强化加工过程的进行。，强化加工过程的进行。，强化加工过程的进行。（4 4）超声波会）超声波会）超声波会）超声波会产生反射、干涉和共振现象，产生反射、干涉和共振现象，产生反射、干涉和共振现象，产生反射、干涉和共振现象，出现波的叠加作用，从而获得出现波的叠加作用，从而获得出现波的叠加作用，从而获得出现波的叠加作用，从而获得更大的加工能量。更大的加工能量。更大的加工能量。更大的加工能量。7.1 超声波及其特性超声波及其特性第5页，共48页，编辑于2022年，星期二67.2 超声波加工的原理与特点超声波加工的原理与特点 1、超超声声波波加加工工的的基基本原理本原理 超超声声波波加加工工是是利利用用超超声声波波作作动动力力，推推动动磨磨料料以以极极高高的的速速度度冲冲击击工工件件表表面面，工工件件材材料料在在磨磨料料打打击击下下被被破坏、脱落。破坏、脱落。7.2 超声波加工的原理与特点超声波加工的原理与特点 第6页，共48页，编辑于2022年，星期二7p超声发生器将交流电转变为超声电振荡；超声发生器将交流电转变为超声电振荡；p换能器将电振荡转变为机械振动；换能器将电振荡转变为机械振动；p变变幅幅杆杆将将振振幅幅放放大大至至0.050.1mm，驱驱动动工工具具作作超声振动。超声振动。p工工具具推推动动磨磨料料高高速速撞撞击击、抛抛磨磨工工件件，击击碎碎工工件件表表面材料，并使之去除；面材料，并使之去除；p工工作作液液产产生生的的液液压压冲冲击击波波和和空空化化作作用用加加快快了了表表面面材材料料的裂纹扩展和破坏。的裂纹扩展和破坏。p超超声声波波加加工工是是机机械械撞撞击击、抛抛磨磨、空空化化作作用用的的综综合合结果。其中撞击起主要作用。结果。其中撞击起主要作用。超声波空化作用：超声波空化作用：指存在于液体中的微小气泡，在声波的作用下振动，当声压达到指存在于液体中的微小气泡，在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段：空化泡的形个阶段：空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。成、长大和剧烈的崩溃。7.2 超声波加工的原理与特点超声波加工的原理与特点 第7页，共48页，编辑于2022年，星期二8 2、超声波加工的特点、超声波加工的特点（1）适合加工各种硬脆材料，适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷、石英、宝石、金刚石等。陶瓷、石英、宝石、金刚石等。（2）工具工具可用较软的材料做可用较软的材料做较复杂的形状。较复杂的形状。（3）工具与工件相对运动简单，使）工具与工件相对运动简单，使机床结构简单机床结构简单。（4）切削力小、切削热少，不会引起变形及烧伤，）切削力小、切削热少，不会引起变形及烧伤，加工精度与表加工精度与表面质量也较好。面质量也较好。（5）超声波加工的面积较小，工具头磨损较大，因此，）超声波加工的面积较小，工具头磨损较大，因此，生产率低。生产率低。7.2 超声波加工的原理与特点超声波加工的原理与特点 第8页，共48页，编辑于2022年，星期二97.3 超声波加工设备超声波加工设备 超超声声波波加加工工设设备备又又称称超超声声波波加加工工装装置置，尽尽管管不不同同功功率率大大小小、不不同同公公司司生生产产的的超超声声波波加加工工设设备备在在结结构构形形式式上上各不相同，但其组成部分基本相同。各不相同，但其组成部分基本相同。超超声声波波加加工工装装置置一一般般都都由由超超声声发发生生器器、超超声声振振动动系系统统（声声学部件）、机床本体和磨料工作液循环系统等部分组成。学部件）、机床本体和磨料工作液循环系统等部分组成。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第9页，共48页，编辑于2022年，星期二10超声波加工装置超声波加工装置7.3 超声波加工设备超声波加工设备1-冷却器冷却器2-磨料悬浮液抽出磨料悬浮液抽出3-工具工具4-工件工件5-磨料悬浮液送入磨料悬浮液送入6-变幅杆变幅杆7-换能器换能器8-超声波发生器超声波发生器第10页，共48页，编辑于2022年，星期二11 1、超声发生器、超声发生器 p作用：作用：将工频交流电转变为具有一定功率输出的超声频电振荡。将工频交流电转变为具有一定功率输出的超声频电振荡。p要求：要求：输出的功率和频率在一定范围内连续可调。输出的功率和频率在一定范围内连续可调。图7-3 超声发生器的组成方图 7.3 超声波加工设备超声波加工设备第11页，共48页，编辑于2022年，星期二122、声学部件、声学部件 p作作用用：将将超超声声波波发发生生器器输输出出的的高高频频率率电电能能转转变变为为机机械械振振动动能能，并并通通过过变变幅幅杆杆使使工工具具端端面面作作高高频频率率、小小振振幅幅振振动动以以进进行超声加工。行超声加工。p组成：组成：换能器、变幅杆和工具。换能器、变幅杆和工具。（1）换能器）换能器作用：作用：将超声频将超声频电振荡电振荡电振荡电振荡信号转换为超声频信号转换为超声频机械振动。机械振动。机械振动。机械振动。分类：分类：压电式换能器（利用压电效应制成）压电式换能器（利用压电效应制成）压电式换能器（利用压电效应制成）压电式换能器（利用压电效应制成）磁致伸缩式换能器（磁致伸缩式换能器（磁致伸缩式换能器（磁致伸缩式换能器（利用利用磁致伸缩效应磁致伸缩效应磁致伸缩效应磁致伸缩效应制成制成）7.3 超声波加工设备超声波加工设备第12页，共48页，编辑于2022年，星期二13压电效应压电效应 石石石石 英英英英 晶晶晶晶 体体体体、钛钛钛钛 酸酸酸酸 钡钡钡钡（BaTiO3BaTiO3）陶陶陶陶 瓷瓷瓷瓷、锆锆锆锆 钛钛钛钛 酸酸酸酸 铅铅铅铅（ZrPbTiO3ZrPbTiO3）压压压压电电电电陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷等等等等物物物物质质质质受受受受外外外外力力力力变变变变形形形形时时时时，在在在在界界界界面面面面上上上上产产产产生电势；或者相反的情况生电势；或者相反的情况生电势；或者相反的情况生电势；或者相反的情况 。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第13页，共48页，编辑于2022年，星期二14磁致伸缩效应磁致伸缩效应 铁铁铁铁、钴钴钴钴、镍镍镍镍及及及及其其其其合合合合金金金金的的的的长长长长度度度度能能能能随随随随其其其其所所所所处处处处的的的的磁磁磁磁场场场场强强强强度度度度的的的的变变变变化化化化而伸缩而伸缩而伸缩而伸缩的现象。的现象。的现象。的现象。较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。较压电式换能器有较高的机械强度和输出功率。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第14页，共48页，编辑于2022年，星期二15（2）变幅杆）变幅杆p作作用用：将将换换能能器器获获得得的的超超声声振振动动振振幅幅加加以以扩扩大大，以以达达到到加加工所需的振幅。工所需的振幅。p分类分类：锥锥形形-扩扩大大比比较较小小（5-10倍倍），易制造。，易制造。指指 数数 形形-扩扩 大大 比比 中中 等等（1020倍），难制造。倍），难制造。阶阶梯梯形形-扩扩大大比比大大（20倍倍以以上），易制造。上），易制造。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第15页，共48页，编辑于2022年，星期二16扩大振幅的原因扩大振幅的原因pp通过变幅杆任一截面的振动能量不变（传播损耗不记）通过变幅杆任一截面的振动能量不变（传播损耗不记）通过变幅杆任一截面的振动能量不变（传播损耗不记）通过变幅杆任一截面的振动能量不变（传播损耗不记）;pp截面越小，能量密度越大截面越小，能量密度越大截面越小，能量密度越大截面越小，能量密度越大 ，振动振幅也就越大，振动振幅也就越大，振动振幅也就越大，振动振幅也就越大;pp能量密度与振幅的平方成正比。能量密度与振幅的平方成正比。能量密度与振幅的平方成正比。能量密度与振幅的平方成正比。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第16页，共48页，编辑于2022年，星期二17（3）工具）工具p作用：作用：推动磨料和悬浮液冲击工件表面，加工出形状和尺寸。推动磨料和悬浮液冲击工件表面，加工出形状和尺寸。p形形状状和和尺尺寸寸：取取决决于于被被加加工工表表面面的的形形状状和和尺尺寸寸，它它们们相相差一个差一个“加工间隙加工间隙”。p材料材料 ：4545钢、碳素工具钢钢、碳素工具钢钢、碳素工具钢钢、碳素工具钢一般硬脆材料；一般硬脆材料；硬质合金、淬火钢硬质合金、淬火钢硬质合金、淬火钢硬质合金、淬火钢加工精度高；加工精度高；金刚石镀覆金刚石镀覆金刚石镀覆金刚石镀覆特殊要求。特殊要求。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第17页，共48页，编辑于2022年，星期二183、机床、机床1工作台；工作台；2工具；工具；3变幅杆；变幅杆；4换能器；换能器；5标尺；标尺；6导轨；导轨；7支架；支架；8平衡重锤平衡重锤7.3 超声波加工设备超声波加工设备第18页，共48页，编辑于2022年，星期二196、磨料工作液及其循环系统、磨料工作液及其循环系统（1）工作液）工作液常用、效果较好常用、效果较好水水表面质量要求高表面质量要求高煤油或机油煤油或机油（2）磨料）磨料碳化硼、碳化硅或氧化铝碳化硼、碳化硅或氧化铝生产率要求高生产率要求高颗粒大颗粒大加工精度、表面质量要求高加工精度、表面质量要求高颗粒小颗粒小（3）循环系统循环系统小型加工设备小型加工设备人工浇注、定期更换人工浇注、定期更换大型加工设备大型加工设备流量泵自动供给流量泵自动供给工具、变幅杆尺寸较大工具、变幅杆尺寸较大在其中开孔，由孔内抽吸。在其中开孔，由孔内抽吸。7.3 超声波加工设备超声波加工设备第19页，共48页，编辑于2022年，星期二207.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律一、加速度及其影响因素一、加速度及其影响因素p定定义义：加加工工速速度度指指单单位位时时间间内内去去除除材材料料的的多多少少，以以mm3/min或或g/min为单位来表示。为单位来表示。p影影响响加加工工速速度度的的因因素素：主主要要有有工工具具的的振振幅幅和和频频率率、进进给给压压力力、磨磨料料的的种种类类和和粒粒度度、被被加加工工材材料料、磨磨料料悬悬浮浮液液的的浓浓度。度。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第20页，共48页，编辑于2022年，星期二211、工具振幅和频率的影响、工具振幅和频率的影响p过过大大的的振振幅幅和和过过高高的的频频率率会会使使工工具具和和变变幅幅杆杆承承受受很很大大的的内内应应力力，振振幅幅一一般般在在0.010.1mm之之间间，频频率率在在1600025000Hz之间。之间。p在在实实际际加加工工中中需需根根据据不不同同工工具具调调至至共共振振频频率率，以以获获得得最最大大振振幅，从而达到较高的加工速度。幅，从而达到较高的加工速度。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第21页，共48页，编辑于2022年，星期二222、进给压力的影响、进给压力的影响p加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。p压压力力过过小小时时，工工具具端端面面与与工工件件加加工工表表面面间间的的间间隙隙增增大大，从从而减少了磨料对工件的锤击力；而减少了磨料对工件的锤击力；p压压力力增增大大，间间隙隙减减少少，当当间间隙隙减减少少到到一一定定程程度度则则会会降降低磨料与工作液的循环更新速度，从而降低生产率。低磨料与工作液的循环更新速度，从而降低生产率。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第22页，共48页，编辑于2022年，星期二233、磨料种类和粒度的影响、磨料种类和粒度的影响p加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。p磨料强度愈高，加工速度愈快，但要考虑价格成本。磨料强度愈高，加工速度愈快，但要考虑价格成本。p加加工工宝宝石石、金金刚刚石石等等超超硬硬材材料料，必必须须选选用用金金刚刚石石；加加工工淬淬火火钢钢、硬硬质质合合金金，应应选选用用碳碳化化硼硼；加加工工玻玻璃璃、石石英英和和硅硅、锗锗等等半半导导体体材料，选用氧化铝磨料。材料，选用氧化铝磨料。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第23页，共48页，编辑于2022年，星期二244、磨料悬浮液浓度的影响、磨料悬浮液浓度的影响p磨磨料料悬悬浮浮液液浓浓度度低低，加加工工间间隙隙内内的的磨磨粒粒少少，特特别别是是在在加加工工面面积积大大、深度较大时可能造成加工区局部没有磨料，使加工速度大大降低。深度较大时可能造成加工区局部没有磨料，使加工速度大大降低。p磨磨料料浓浓度度的的增增加加，加加工工速速度度也也增增加加，但但浓浓度度太太高高，磨磨粒粒在在加加工工区区域域内内的的循循环环运运动动和和对对工工件件的的撞撞击击运运动动受受到到影影响响，又会导致加工速度降低。又会导致加工速度降低。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第24页，共48页，编辑于2022年，星期二255、被加工材料的影响、被加工材料的影响p被被加加工工材材料料愈愈硬硬脆脆，则则承承受受冲冲击击载载荷荷的的能能力力愈愈低低，愈愈易易被去除加工，反之，韧性愈好，愈不易加工。被去除加工，反之，韧性愈好，愈不易加工。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第25页，共48页，编辑于2022年，星期二26二、加工精度的影响因素二、加工精度的影响因素 超超声声波波的的加加工工精精度度，除除了了机机床床、夹夹具具精精度度影影响响外外，主主要要与与以下因素有关：以下因素有关：（1）磨料粒度；）磨料粒度；（2）工具精度及其磨损情况；）工具精度及其磨损情况；（3）工具横向振动大小；）工具横向振动大小；（4）加工深度；加工深度；（5）被加工材料性质等。）被加工材料性质等。超超声声波波加加工工的的孔孔径径范范围围0.190mm，孔孔深深为为孔孔径径的的1020被被以以上。孔的精度可达上。孔的精度可达0.02mm或更高。或更高。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第26页，共48页，编辑于2022年，星期二27三、表面质量的影响三、表面质量的影响p超声波加工具有良好的表面质量，不会产生表面变质层和烧伤；超声波加工具有良好的表面质量，不会产生表面变质层和烧伤；p超超声声波波加加工工的的表表面面粗粗糙糙度度主主要要与与磨磨粒粒尺尺寸寸、工工件件材材料料性性质、超声波振幅以及磨料悬浮液的成分等有关。质、超声波振幅以及磨料悬浮液的成分等有关。磨粒尺寸愈小，超声振幅愈小，工件材料越硬，生产率愈低，磨粒尺寸愈小，超声振幅愈小，工件材料越硬，生产率愈低，表面粗糙度愈会得到明显改善；表面粗糙度愈会得到明显改善；用煤油或者润滑油代替水可使表面粗糙度值减小，提高用煤油或者润滑油代替水可使表面粗糙度值减小，提高表面质量。表面质量。7.4 超声波加工的工艺规律超声波加工的工艺规律第27页，共48页，编辑于2022年，星期二287.5 超声波加工的应用超声波加工的应用7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用p超超声声波波加加工工的的生生产产率率虽虽然然比比电电火火花花加加工工和和电电解解加加工工低低，但但其其加工精度和表面质量加工精度和表面质量都优于它们。都优于它们。p更更重重要要的的是是可可以以加加工工它它们们难难以以加加工工的的半半导导体体和和非非金金属属的的硬硬脆脆材料，材料，如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等。p对对于于电电火火花花加加工工后后的的一一些些淬淬火火钢钢、硬硬质质合合金金冲冲模模、拉拉丝丝模模、塑塑料料模模等等，最最后后还还经经常常用用超超声声波波抛抛磨磨、光光整整加加工工，使使表表面面粗糙度进一步降低。粗糙度进一步降低。第28页，共48页，编辑于2022年，星期二291、型（腔）孔加工、型（腔）孔加工图图7-12 超声波加工的型孔、腔孔类型超声波加工的型孔、腔孔类型 超声波目前主要应用在超声波目前主要应用在脆硬材料脆硬材料的圆孔、型孔、的圆孔、型孔、型腔、套料、微细孔等的加工。型腔、套料、微细孔等的加工。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第29页，共48页，编辑于2022年，星期二30微细孔加工微细孔加工 近几年来，超声波加工已向近几年来，超声波加工已向微细加工微细加工领域扩展，日本领域扩展，日本东京大学工业科学学院采用超声波加工方法，加工出了东京大学工业科学学院采用超声波加工方法，加工出了 玻璃上直径玻璃上直径9m的微孔的微孔微小透平腔微小透平腔7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第30页，共48页，编辑于2022年，星期二31图图7-15 超声波切割加工超声波切割加工 2、切割加工、切割加工 对于难以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、对于难以用普通加工方法切割的脆硬材料如陶瓷、石英、硅、宝石等用超声波加工具有切片薄、切口窄、石英、硅、宝石等用超声波加工具有切片薄、切口窄、精度高、生产率高、经济性好等优点。精度高、生产率高、经济性好等优点。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第31页，共48页，编辑于2022年，星期二323、超声波清洗、超声波清洗p原理：原理：基于清洗液在超声波作用下产生基于清洗液在超声波作用下产生空化效应空化效应的结的结果。空化效应产生的强烈冲击液直接作用到被清洗的果。空化效应产生的强烈冲击液直接作用到被清洗的部位，使污物遭到破坏，并从被清洗表面脱落下来。部位，使污物遭到破坏，并从被清洗表面脱落下来。p应用：应用：主要用于几何形状复杂、清洗质量要求高主要用于几何形状复杂、清洗质量要求高而用而用其它方法清洗效果差的中小精密零件，特别是工件上其它方法清洗效果差的中小精密零件，特别是工件上的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、沟槽、窄缝等部位的的深小孔、微孔、弯孔、盲孔、沟槽、窄缝等部位的精清洗，生产率和净化率都很高。精清洗，生产率和净化率都很高。目前在半导体和集成电路元件、仪器仪表零件、目前在半导体和集成电路元件、仪器仪表零件、电真空器件、光学零件、医疗器械等的清洗中应用。电真空器件、光学零件、医疗器械等的清洗中应用。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第32页，共48页，编辑于2022年，星期二33图图7-20 超声波清洗装置超声波清洗装置7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第33页，共48页，编辑于2022年，星期二344、超声波焊接、超声波焊接p原理原理：利用超声振动作用去除工件表面的氧化膜，使工件露出本体表面，使：利用超声振动作用去除工件表面的氧化膜，使工件露出本体表面，使两个被焊工件表面在高速振动撞击下摩擦发热并亲和粘在一起。两个被焊工件表面在高速振动撞击下摩擦发热并亲和粘在一起。p应用：应用：用于焊接尼龙、塑料及表面易生成氧化膜的铝制品，还可以在陶瓷等非金用于焊接尼龙、塑料及表面易生成氧化膜的铝制品，还可以在陶瓷等非金属表面挂锡、挂银，从而改善这些材料的可焊性；焊接一般很难焊接的稀有金属，属表面挂锡、挂银，从而改善这些材料的可焊性；焊接一般很难焊接的稀有金属，如钛、钼等如钛、钼等。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第34页，共48页，编辑于2022年，星期二35超声波塑料焊接机超声波塑料焊接机7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第35页，共48页，编辑于2022年，星期二365、复合加工、复合加工 采用采用超声波加工硬质合金、耐热合金等硬质金属材料超声波加工硬质合金、耐热合金等硬质金属材料时加工速度低，工具损耗大，为了提高加工速度和降低工时加工速度低，工具损耗大，为了提高加工速度和降低工具损耗，具损耗，采用超声波、电解加工或电火花加工相结合来加采用超声波、电解加工或电火花加工相结合来加工工喷油嘴、喷丝板上的孔或窄缝，这样可大大提高生产率和喷油嘴、喷丝板上的孔或窄缝，这样可大大提高生产率和质量。质量。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第36页，共48页，编辑于2022年，星期二37（1）超声电解复合加工）超声电解复合加工 辅以超声振动的复合电解加工。用于难加工材料的表辅以超声振动的复合电解加工。用于难加工材料的表面光整及深小孔加工。面光整及深小孔加工。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第37页，共48页，编辑于2022年，星期二38（2）超声电火化复合加工）超声电火化复合加工p 原理：原理：在普通电火花加工时，引入超声波，使电极工具端在普通电火花加工时，引入超声波，使电极工具端面作超声振动。超声声学部件夹固在电火花加工机床的主轴面作超声振动。超声声学部件夹固在电火花加工机床的主轴头下部，脉冲电源加在工具和工件上，加工时主轴作伺服进头下部，脉冲电源加在工具和工件上，加工时主轴作伺服进给，工具端面作超声振动。给，工具端面作超声振动。p 效果：效果：不加超声时电火花精加工的放电脉冲利用率为不加超声时电火花精加工的放电脉冲利用率为3%5%，加上超声振荡后，电火花精加工时的有效放电脉冲，加上超声振荡后，电火花精加工时的有效放电脉冲利用率可提高利用率可提高50%以上，从而提高生产效率以上，从而提高生产效率220倍。倍。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第38页，共48页，编辑于2022年，星期二397.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第39页，共48页，编辑于2022年，星期二40（3）超声抛光及电解超声复合加工）超声抛光及电解超声复合加工 利用导电油石作导电工具，对工件表面进行电解超声利用导电油石作导电工具，对工件表面进行电解超声复合抛光加工，有利于改善表面粗糙度。复合抛光加工，有利于改善表面粗糙度。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第40页，共48页，编辑于2022年，星期二416、无损检测、无损检测 利用超声波定向发射、反射、穿透大多数材料特性，在测距、利用超声波定向发射、反射、穿透大多数材料特性，在测距、控制、监测及材料测量方面进行无损检测控制、监测及材料测量方面进行无损检测。探测金属内部缺陷探测金属内部缺陷 例如：探测材料内部和例如：探测材料内部和例如：探测材料内部和例如：探测材料内部和表面缺陷，评价物理、力学表面缺陷，评价物理、力学表面缺陷，评价物理、力学表面缺陷，评价物理、力学性质，锅炉、压力容器制造、性质，锅炉、压力容器制造、性质，锅炉、压力容器制造、性质，锅炉、压力容器制造、运行中的检测。运行中的检测。运行中的检测。运行中的检测。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第41页，共48页，编辑于2022年，星期二427、超声波在生活中的应用、超声波在生活中的应用7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第42页，共48页，编辑于2022年，星期二43超声波除尘超声波除尘只要在烟囱里装一个超声波除尘器，不消片刻，烟囱就冒着干净的白烟了。超声波除尘装置超声波除尘装置7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第43页，共48页，编辑于2022年，星期二44超声波促进植物生长超声波促进植物生长 种子发芽需要水分、氧气和一定的温度。种子外面裹着一层严严实实的种皮，它虽然能保护种子不受伤害，但是它的透水性和透气性都不好，是种子“喝”不到足够的水分，“呼吸”也特别微弱，就像睡着了。因此，有了合适的条件也不易发芽。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第44页，共48页，编辑于2022年，星期二45超声波促进植物生长超声波促进植物生长 当超声波射到浸泡在水里的种子时，激烈的超声振动会对种子产生一种类似摩擦的作用，因而使得种皮的透水性和透气性大大增强，并能使种子得到一定温度。这样种子吸着水“发胖”，呼吸也加快了，种子就能提早发芽。同时超声波还能促使种子内贮存的淀粉、脂肪和蛋白质更好的溶解于水，变成易被种胚吸收的养料，苗儿就使劲的长个儿。此外，超声波还具有杀菌作用，能杀死潜伏在种子身上的某些病菌和虫卵。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第45页，共48页，编辑于2022年，星期二46超声波侦察海底超声波侦察海底 超声波在水中能过按着一定的方向直线前进，它能传到几公里、几十公里，甚至几百公里以外。而且，它又能形成射束，聚成很狭的一束，向一个方向传播。当它中途遇到障碍物时，又会有一部分能量按原方向反射回来。因此，当接收到回声讯号，经过放大送到显示器，就可以立刻显示出目标的距离和方位了。7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第46页，共48页，编辑于2022年，星期二47超声波诊断疾病超声波诊断疾病 医生会把发射超声波的探头放在病人体表的适当位置，让超声波在人体里面传播。当那个器官的了病，反射的回升讯号与正常的情况不一样，医生就可以诊断那部分脏器有了病变和分析病变的性质。比如像肿瘤、脑瘤、肝硬化、胃下垂、结石等等。此外，有一种“超声波现象仪”，人们还可以在它的电视荧光拼上看到诸如跳动着的心脏、母亲腹内的胎儿等的活动“电影”。因此，超声波也是医生的好助手。B B超超诊断疾病诊断疾病7.4 超声波加工的应用超声波加工的应用第47页，共48页，编辑于2022年，星期二48第第 7 章章 作业作业作业作业 简述超声波加工的基本原理和特点。第48页，共48页，编辑于2022年，星期二