旋转超声加工设备

旋转超声加工的材料去除是以下３种过程综台作用的结果。 
1）冲击作用。工具头在垂直于加工表面的方向上作超声振动，迫使磨料颗粒以很大的速度和加速度冲击工件表面。 
2）磨蚀作用。工具的旋转运动带动磨粒做旋转运动，类似于磨削过程，主要作用是使磨粒具有切向力作用，起到切削工件和清除工件表面各种碎屑的作用。 
3）空化作用。工具头做高频振动，使磨料悬浮液产生空化作用，加剧了磨粒对工件材料的冲击破裂和去除。 
旋转超声加工的特点及优势 
1) 超声加工可以加工导电性和非导电性等各种硬脆性材料，如陶瓷、宝石、硅、金刚石、大理石等非金属材料，也适用于加工低塑性和硬度高于40HRC 的金属材料，如淬火钢、硬质合金、钛合金等。 
2) 由于工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削力很小，切削热少，不会产生变形及烧伤而改变工件表面的化学/电性质，故加工精度和加工表面质量都比较好。与其它材料去除过程相比，超声加工能达到更高精度和表面光洁度。在大多数超声加工中，可以获得的平均工件表面粗糙度是 0.50μm。使用合适的办法，可以获得 0.25μm的表面粗糙度。 
3) 超声加工中，可用较软的材料制作较复杂形状的工具，且不需要工具与工件复杂的相对运动， 就可加工出各种复杂型腔和型面。 故机床结构简单， 操作维修方便。 
4) 旋转超声加工，采用固结磨粒的工具对加工工件进行高频、断续加工，是超声加工和切、磨削加工的复合加工方式，比单纯的超声加工和切磨削加工更具有突出的优势。 
5) 更好地提高加工精度和工具寿命。在普通超声加工中，需要持续将磨料浆注入到工具与工件之间的间隙，并且需要不断地将工具与工件的间隙处的磨料浆排出，结果导致材料去除率低，当加工深度较大时，甚至导致加工停止。而且磨料浆流经加工表面时，对已加工表面进行磨抛，大大影响了加工精度。另外，磨料对工具也具有磨损作用，导致工具磨损加剧，进而难以保证加工精密。而旋转超声加工采用固结磨料工具进行加工，不再需要游离磨料悬浮液作为加工介质，同时工作液更容易在加工工具及加工表面之间流动，容易促进超声空化效果的产生，而且能更好地对工具及加工表面冷却，及时的带走磨屑，因而较普通超声加工大大提高型面加工的精度。 
6) 更好地提高了已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性。如超声绗磨汽缸套内孔表面加工中，刀具以高频、断续加工的方式在加工表面上形成数以万计的微型储油凹坑，在缸套和活塞工作的时候起到润滑和降低摩擦系数的作用，防止粘着和咬合的出现，有效延长缸套使用寿命。 
7) 大大地提高了生产效率。旋转超声加工的复合加工机理，更适宜于硬脆性材料的加工，其去除率可以达到普通切磨削的 6 到 10 倍，是普通超声加工材料去除率的 10倍。 
8) 特别适用于难加工材料的深小孔加工，采用麻花钻钻削难加工材料深孔时，会出现很多问题，如切削液不易进入切削区、切削温度高、刀刃迅速磨钝、切削力大，钻头易折断、排屑困难，需要经常退刀等，加工孔精度差，表明粗糙度大，刀具寿命短。 采用超声旋转钻削加工， 超声振动的作用使切屑与刀具、 工件间的摩擦阻力减弱，使切屑的排出流畅，不需要退刀排屑，易实现自动化；若振幅选择合适，超声旋转加工的轴向力比普通切削力下降 30%左右，从而提高钻头寿命。可见，超声旋转加工是难加工材料深小孔加工的有效方法。 

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