精密加工与特种加工chap7

第七章 超声加工

1．超声加工时的进给系统有何特点？

答：超声加工时的进给系统是靠重锤通过杠杆使工具轻轻压在工件上，靠轻微的压力使工具端面和磨粒与工件表面接触，工件表面去掉多少、进给多少，是悬浮式的柔性进给系统，而不是刚性的进给系统实现的，它与机械加工和电火花加工的进给系统不一样。

2．一共振频率为25kHz的磁致伸缩型超声清洗器，底面中心点的最大振幅为0.01mm，试计算该点最大速度和最大加速度。它是重力加速度g的多少倍？如果是共振频率为50kHz的压电陶瓷型超声清洗器，底面中心点的最大振幅为0.005mm，则最大速度和加速度又是多少？

答：按教材中超声振动时的最大速度υmax和最大加速度amax计算公式 υmax = ωA = 2πfA = 2π×25000×0.01= 1570.8 mm/s = 1.57 m/s，

a max = ω2A = 4π2×250002×0.01 = 246.74×106 mm/s2= 246740 m/s2，

是地心加速度 g =9.8 m/s2的25000倍。

如果共振频率增加为一倍f =50kHz,振幅减小成一半 A =0.005mm,则 υmax = 1.57×2/2 = 1.57 mm/s，

a max = 246740×4/2 = 493480 m/s2，

是地心加速度g的50000倍。

3．试判断超声加工时：（1）工具整体在作超声振动；（2）只有工具端面在作超声振动；（3）工具各个横截面都在作超声振动，单个截面同一时间的振幅并不一样；（4）工具各个横截面依次都在作“原地踏步”式的振动。以上各点，哪种说法最确切？有无更确切的说法？

（3）比较确切，超声波在工具(变幅杆)内传递时，各个横截面都在答：以上说法中，

作超声振动，单个截面在同一时间的振幅不一样，有的截面振幅始终为零（如固定超声系统的驻波点），有的有时振幅最大，如工具端面的加工点。

最确切的说法是，应按教材中的超声波在固体中的传播过程，各质点都在传播方向上振动，但传到端面后波在反射，两者的合成运动才是各质点的实际运动。

4．超声波为什么能“强化”工艺过程，试举出几种超声波在工业、农业或其它行业中的应用。

答：超声波因具有较大的瞬时速度，尤其是瞬时加速度，故可用作强化工艺过程。如工业中的粉碎（使物质颗粒细化），乳化。在农业上可用强超声处理种子优化品种，在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石、胆结石等等。