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超声波加工技术发展现状

超声振动系统是超声波加工技术的核心。以前普遍采用的超声振动系统多为纵向振动方式, 并按“全调谐”工作。近年来, 对振动系统的工作方式、设计计算、振动方式及应用研究都取得新进展。
陕西师范大学声学所丁大成等研制成一种纵弯型振动系统。利用该振动系统制成的 YP 型超声车刀已获国家专利。其特点是: 克服了以往通常采用的“纵2弯”型振动系统的某些不足, 且结构简单, 安装方便, 节能。
日本还研制成一种“纵2扭”型超声复合振动系统, 压电换能器采用两组压电陶瓷片, 一组产生纵向振动, 另一组产生扭转振动。复合振动系统与四边形油石连接后, 其纵向振动频率 29. 4 kHz, 扭转振动频率为 19. 4 kHz。国内外研究表明, 超声旋转加工是一种有效的加工方法, 但有关设备、加工工艺相关技术正待研究开发。传统的超声加工机床自动化程度低, 操作麻烦。随着计算机技术的不断发展, 为了实现机床操作的自动化, 现在清华大学已经开发了完全数控化的旋转超声加工机床, 以工控 PC 为硬件基础, 其数控系统由 Z 轴进给控制, 旋转电机控制, 自动频率跟踪控制等功能模块组成。
天津大学也在超声加工机床方面做了很多研究, 对机床进行了模块化设计研究, 有利于产品的更新换代, 可缩短设计和制造周期, 降低成本, 性能稳定可靠, 且给今后的维修带来方便
近年日本研制生产了多种超声波加工机床, 如:
1) UM 250VNR2 型超声波加工机床 是微小孔的专用超声加工机床, 采用数控系统, 自动化程度高, 加工孔的最小直径为 5 0. 1mm, 位置精度可达到±3 Λm , 操作简单, 变幅杆和工具采用可拆卸式,更换工具容易。
2) UM 2500DA 自动型超声波加工机床 适合加工直径为 5 0. 5mm~ 5 60 mm 的孔, 当加工完成后能自动回到原来位置, X 、Y 轴的进给精度为 5Λm , 且磨料供给系统好, 深孔加工效率高。
3) UM 2150B 型超声波加工机床 主要用于成型研磨加工、精密细孔加工, 加工尺寸范围是 5 0. 1mm~ 5 2. 0 mm。
4) UM 2300DA P 自动吸引式超声波加工机床,适用于深孔加工和对超硬合金等高硬度材料的加工。有吸引式磨料供给装置, 工具振幅大, 且采用中空形式, 可迫使磨料不断循环, 使参与加工的磨粒更新快, 故加工效率高(为常规加工的 2. 5~ 4 倍)。
综上所述, 超声加工技术是非常有效的加工手段, 其发展和应用促进了超声加工机床的发展, 且随着现代工业的需要, 有进一步开发研究的必要。

[来源:原创] [作者:国创电气] [日期:13-07-27]
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