超聲波（bō）加工特點 超聲波加工運用（yòng）

說（shuō）到超聲波加工，可能很多消費者了解的不多，感覺超聲波加工離我們很遠（yuǎn），其實現在很（hěn）多產品都由超（chāo）聲波加工而來。下麵就隨小（xiǎo）編來看看超聲波加工特點及運用，以供大家參考。

     超聲波（bō）加工特點

不受材料是否導電的限製；工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小，因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件（jiàn）；被加工（gōng）材（cái）料的（de）脆性越大越容易加工，材料越硬或強度、韌（rèn）性越大則越難加工（gōng）；由於工件材料的碎除主要靠磨（mó）料的作用（yòng），磨料的硬度應比被加工材料（liào）的硬（yìng）度（dù）高，而工具（jù）的硬度（dù）可以低於工件材（cái）料；可以（yǐ）與其他多（duō）種加工方法（fǎ）結合應用，如超聲振動切削（xuē）、超聲電（diàn）火花加工和超聲電解加工等。

超聲加工主（zhǔ）要用於各種硬脆材料，如玻璃、石英、陶瓷、矽、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包（bāo）括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割（gē）、開槽（cáo）、套料、雕刻（kè）、成批（pī）小型零件去毛刺、模具表麵（miàn）拋光和砂輪修（xiū）整等方麵。

超聲打孔的孔徑範圍是0.1～90毫米，加工深度可達100毫（háo）米以上，孔的精度可（kě）達（dá）0.02～0.05毫米。表麵粗糙度在采用W40碳化硼磨料加工玻璃時可達1.25～0.63微米，加工硬質合金時可達（dá）0.63～0.32微米。

超聲加工機一（yī）般由由電源(即超聲發生器)、振動係統(包括超聲換能器和變幅杆)和機床本體三部分組成（chéng）。

超聲（shēng）發生器將交流電（diàn）轉換為超聲頻（pín）電功率輸出，功率由數瓦至數千瓦，最大可達10千瓦。通常使（shǐ）用的超聲換（huàn）能器有磁致伸縮的和電（diàn）致伸縮的兩類。磁致伸縮換能（néng）器又有金屬的（de）和鐵氧體的兩種，金屬的通常用於千瓦以上的大功率超聲加工機（jī）；鐵氧體的通常用於千瓦以下的小功率超聲（shēng）加工機。電致伸（shēn）縮換能器用壓電陶（táo）瓷製成，主要用於小功率超聲加工機。

變幅杆起著放大振幅和（hé）聚能的作（zuò）用，按截（jié）麵積變化規律有錐形、指數曲線形、懸鏈線形（xíng）、階梯形等。機床本體一（yī）般有（yǒu）立式和臥式兩種類（lèi）型，超聲振動係統則（zé）相應地垂直放置和水平放置。

超（chāo）聲（shēng）波加工運用

1、成形加工

超聲波加工各種硬脆材料的圓孔、型（xíng）孔、型腔、溝槽、異形貫通孔、彎曲孔（kǒng）、微細一孔、套料等。雖然其生產（chǎn）率不如電火花、電解加工，但加工（gōng）精度及工件表麵質量則化於電火花、電解（jiě）加工。例如，生（shēng）產上用（yòng）硬質冶金代替（tì）合金工具鋼（gāng）製（zhì）造技 深模、拉絲模等模具，其耐用度可提高80-100 倍。采用電火花加工（gōng），工（gōng）件表麵常出現微裂紋，影響了模（mó）具表麵質量和使用壽（shòu）命。而采用超聲（shēng）加工則無此缺（quē）陷，且尺寸（cùn）精度可（kě）控製在0.01-0.02mm 之（zhī）內、內孔錐度可修整至（zhì）8'。對矽等（děng）半導體硬脆材料進行套料（liào）等加工，更顯示了超聲波加工的特色。例（lì）如，在（zài） 直徑90mm、厚25mm 的矽片上，可套料加工出176 個直徑僅（jǐn）為1mm 的元件， 時間隻需（xū）1.5min，合格率高達 90％-95％，加工精度為正（zhèng）負 0.02mm。 此外，近年（nián）來，超聲加工已經排（pái）除其通向微細加工領域（yù）的障礙。

2、切（qiē）割加工

超聲精密切割半導（dǎo）體、鐵氧體、石英、寶石、陶瓷、金剛石等硬脆（cuì）材（cái）料，比用（yòng）金 剛石刀具切割具有（yǒu）切片薄、切口窄、精度高、生產率高、經濟性好的優點。例如，超聲切割高7mm、寬15-20mm 的鍺晶（jīng）片，可在3.5min 內切割出厚0.08mm 的薄片；超聲切割單晶矽片一次可切割10-20 片。再如，在陶瓷厚膜集成電路用的元件中，加工（gōng）8mm、厚0.6mm 的陶瓷片，1min 內可加工4 片。

3、焊接（jiē）加工

超聲焊接是（shì）利用超聲頻振動（dòng）作用（yòng），去除工件表麵的氧（yǎng）化膜（mó），使新的本體表麵顯 出來，並在兩個被焊工件表麵（miàn）分子的高速振動撞擊下，摩擦發熱。親和粘接在一起。其不僅可以焊接尼龍、塑料及表麵易生成氧化股的鋁製品（pǐn）等，還可以在陶（táo）瓷等非金屬表麵掛錫、掛銀、塗覆薄層（céng）。由於超聲焊接不需要（yào）外加（jiā）熱和焊劑，焊接熱（rè）影（yǐng）響區（qū）很小，施加壓力微小，故（gù）可焊接直徑或厚度很小的（0.015-0.03）不同金屬材料，也可焊（hàn）接塑料薄纖維及不規則形狀的硬熱塑料。目前，大規模集成電路引（yǐn）線連接（jiē）等，已廣泛采用超（chāo）聲（shēng）焊接。

4、超聲清洗加工

主要用於（yú）幾（jǐ）何形狀複雜、清洗質量要求高（gāo）的中、小精密零件，特別是工件上的探小孔、微孔、彎（wān）孔、盲孔、溝槽（cáo）、窄縫等部位的精清洗。采用其他清洗方法，效果差（chà），甚至無法清洗，采用（yòng）超聲清洗則效果好、生產率高。目前（qián），在半導體（tǐ）和集成電路元件、儀表儀器零件、電真（zhēn）空器（qì）件、光學零件、精密機（jī）械零件、醫療器械、放射性汙染等的清洗中應用。 一般認為，超聲清洗是由於清洗液（水基（jī）清洗劑、氯化烴（tīng）類溶劑、石油熔（róng）劑等（děng）應 超聲波（bō）作用下產生空化效應的結果。空化效應產生的強烈衝擊波，直接作用到被清洗部位上的汙物等，並使之脫落（luò）下（xià）來；空化作用（yòng）產生的空化氣泡滲透到汙物與被（bèi）清洗部位表麵之間，促使汙（wū）物脫落；在汙物被清洗液溶解的情況下，空化效應可加速溶解過（guò）程。超聲清洗時，應合理選擇工作頻率和聲壓強度，以產生良好的（de）空化效應，提高清洗效果。此外，清洗（xǐ）液的溫度不可過高，以防空化效應的減弱，影響清洗效果。