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维普资讯 超声波加工机床及其发展 UltrasonicMachiningToolandItsDevelopment 天津大学陶瓷与加工技术实验室 (300072) 程学艳 郭文娟 林彬 于思远 【摘要】介绍 了旋转超声波加工的基本原理以及超声波机床的基本组成，包括超声波电源、换能 器、变幅杆以zL．y_具，阐述了超声波机床的发展，并介绍 了日本现行生产的超声波机床。 关键词 超声波加工 超声波电源 振荡系统 Keywords ultrasonicmachining，ultrasonicpowersupply，oscillationsystem 中图分类号：TH661 文献标识码：A 各种硬脆材料和硬脆复合材料很难用传统刀具 压冲击波和负压空化作用下强化了加工过程。因此， 进行加工，因而往往采用非传统的工艺方法进行加 超声波加工实质上是磨料的机械冲击与超声波冲击 工 ，这些非传统工艺方法多数直接使用各种能量 ，如 及空化作用的综合结果。 超声波加工和激光加工等。超声波加工始于 1927 在传统超声波加工 的 年，已有七十多年的发展历史 ，适合于加工各种硬脆 基础上发展了旋转超声波 材料，如玻璃、陶瓷、石英、金刚石、硅等。 加工，即工具在不断振动 的同时还以一定的速度旋 1 超声波加工的基本原理及特点 转，这将迫使工具 中的磨 图 1所示是超声波加工原理图，在工件和工具 粒不断地冲击和划擦工件 间加入磨料悬浮液，由超声波发生器产生超声振荡 表面，把工件材料粉碎成 波，经换能器转换成超声机械振动，使悬浮液中的磨 很小 的微粒去除，以提高 图 1 超声波加工原理 粒不断地撞击加工表面，把硬而脆 的被加工材料局 加工效率。 部破坏而撞击下来。在工件表面瞬间正负交替的正 超声波加工精度高，速度快 ，加工材料适应范围 鲁 Ik (接上页) 系统控制车床主轴 (y向)和车床纵向(z 动机控制Fw16O型万能分度头驱动车床主轴旋转 向)作联动运行 ，可以铣削加工轴类零件端面上各 运动。与普通车床进行数控改造的区别是使数控系 类 (不同规格尺寸)曲面形状 ，还可数控铣削加工凸 统中y向原有的直线运行巧妙地变化为工件的旋转 轮型面。 运行 ，并且使工件转动 1周的运行位移长度恒定为 3．5 车削加工轴类零件 L 一5×40—200mm。实践证 明，采用该方法对普 脱开 FW160型万 能分度头与 Ⅺ轴左端 的连 通车床进行数控改造 ，可使改造后的车床有一定的 接 ，恢复车床原主轴运动的旋转运动连接 ，当动力铣 数控铣削功能，并通过串联 2套经济型数控系统实 头夹持圆柱柄状刀杆 的车刀 (最好使用机械不重磨 现了多轴联动控制，拓宽和扩展 了数控车床的加工 固夹车刀)，或者更换动力铣头为电动刀台进行切削 范围，具有很强的实用性。 时，就可恢复普通的数控车削加工。 3．6 抛磨加工轴类零件 [参考文献] 同上述，当更换各类成型砂轮或抛光轮替代铣 [1]余英 良，付璐 ，刘伟．数控车铣削方式大尺寸变螺距丝 刀，亦可进行轴类零件的磨削或抛磨加工。 杠．新技术新工艺 ，2004(3)：21—24．