超声波加工的基本工艺规律

1.加工速度及其影响

加工速度指单位时间内去除材料的多少，以mm3/min或g/min为单位来表示。影响加工速度的因素主要有工具的振幅和频率、进给压力、磨料的种类和粒度、被加工材料、磨料悬浮液的浓度。

（1）工具振幅和频率的影响。过大的振幅和过高的频率会使工具和变幅杆承受很大的内应力，振幅一般在0.01～0.1 mm之间，频率在16 000～25 000 Hz之间。在实际加工中需根据不同工具调至其共振频率，以获得最大振幅，从而达到较高的加工速度。

（2）进给压力的影响。加工时工具对工件应有一个适当的进给压力。压力过小时，工具端面与工件加工表面间的间隙增大，从而减少了磨料对工件的撞击力；压力增大，则间隙减小，当间隙减小到一定程度则会降低磨料与工作液的循环更新速度，从而降低生产效率。

（3）磨料种类和粒度的影响。加工时针对不同强度的工件材料可选择不同的磨料。磨料强度愈高，加工速度愈快，但要考虑价格成本。加工宝石、金刚石等超硬材料，必须选用金刚石；加工淬火钢、硬质合金，应选用碳化硼；加工玻璃、石英和硅、锗等半导体材料，选用氧化铝磨料。

（4）被加工材料的影响。被加工材料愈硬脆，则承受冲击载荷的能力愈低，愈易被去除加工；反之，韧性愈好，愈不易加工。(www.xing528.com)

（5）磨料悬浮液浓度的影响。磨料悬浮液浓度低，加工间隙内的磨粒少，特别是在加工面积大、深度较大时可能造成加工区局部没有磨料，使加工速度大幅降低。随着磨料浓度的增加，加工速度也增加，但浓度太高，磨粒在加工区域内的循环运动和对工件的撞击运动受到影响，又会导致加工速度降低。

2.加工精度及其影响因素

超声波的加工精度除了受机床、夹具精度影响外，主要与磨料粒度、工具精度及其磨损情况、工具横向振动大小、加工深度、被加工材料性质有关。超声波加工孔的精度，在采用F240～F280微粉时，孔的尺寸精度可达±0.05 mm；采用F360～F800微粉加工时，孔的尺寸精度可达±0.02 mm。

3.表面质量的影响

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，其表面粗糙度主要与磨粒尺寸、超声波振幅大小和工件材料硬度有关。磨粒尺寸愈小，超声振幅愈小，工件材料越硬，生产效率愈低，表面粗糙度愈会得到明显改善，因为表面粗糙度值主要取决于每颗磨粒每次撞击工件材料所留下的凹痕的大小和深浅。