超聲波加工特點 超聲波加工運用
說到超聲波加工，可能很多消費者瞭解的不多，感覺超聲波加工離我們很遠，其實現在很多產品都由超聲波加工而來。下面就隨小編來看看超聲波加工特點及運用，以供大家參考。
超聲波加工特點
不受材料是否導電的限制；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；被加工材料的脆性越大越容易加工，材料越硬或強度、韌性越大則越難加工；由於工件材料的碎除主要靠磨料的作用，磨料的硬度應比被加工材料的硬度高，而工具的硬度可以低於工件材料；可以與其他多種加工方法結合應用，如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。
超聲加工主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(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
超聲打孔的孔徑範圍是0.1～90毫米，加工深度可達100毫米以上，孔的精度可達0.02～0.05毫米。表面粗糙度在採用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0.63～0.32微米。
超聲加工機一般由由電源(即超聲發生器)、振動系統(包括超聲換能器和變幅杆)和機床本體三部分組成。
超聲發生器將交流電轉換為超聲頻電功率輸出，功率由數瓦至數千瓦，最大可達10千瓦。通常使用的超聲換能器有磁致伸縮的和電致伸縮的兩類。磁致伸縮換能器又有金屬的和鐵氧體的兩種，金屬的通常用於千瓦以上的大功率超聲加工機；鐵氧體的通常用於千瓦以下的小功率超聲加工機。電致伸縮換能器用壓電陶瓷製成，主要用於小功率超聲加工機。
變幅杆起著放大振幅和聚能的作用，按截面積變化規律有錐形、指數曲線形、懸鏈線形、階梯形等。機床本體一般有立式和臥式兩種類型，超聲振動系統則相應地垂直放置和水準放置。
超聲波加工運用
1、成形加工
超聲波加工各種硬脆材料的圓孔、型孔、型腔、溝槽、異形貫通孔、彎曲孔、微細一孔、套料等。雖然其生產率不如電火花、電解加工，但加工精度及工件表面品質則化於電火花、電解加工。例如，生產上用硬質冶金代替合金工具鋼製造技 深模、拉絲模等模具，其耐用度可提高80-100 倍。採用電火花加工，工件表面常出現微裂紋，影響了模具表面品質和使用壽命。而採用超聲加工則無此缺陷，且尺寸精度可控制在0.01-0.02mm 之內、內孔錐度可修整至8'。對矽等半導體硬脆材料進行套料等加工，更顯示了超聲波加工的特色。例如，在 直徑90mm、厚25mm 的矽片上，可套料加工出176 個直徑僅為1mm 的元件， 時間只需1.5min，合格率高達 90％-95％，加工精度為正負 0.02mm。 此外，近年來，超聲加工已經排除其通向微細加工領域的障礙。
2、切割加工
超聲精密切割半導體、鐵氧體、石英、寶石、陶瓷、金剛石等硬脆材料，比用金 剛石刀具切割具有切片薄、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，在陶瓷厚膜積體電路用的元件中，加工8mm、厚0.6mm 的陶瓷片，1min 內可加工4 片。
3、焊接加工
超聲焊接是利用超聲頻振動作用，去除工件表面的氧化膜，使新的本體表面顯 出來，並在兩個被焊工件表面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、塑膠及表面易生成氧化股的鋁製品等，還可以在陶瓷等非金屬表面掛錫、掛銀、塗覆薄層。由於超聲焊接不需要外加熱和焊劑，焊接熱影響區很小，施加壓力微小，故可焊接直徑或厚度很小的（0.015-0.03）不同金屬材料，也可焊接塑膠薄纖維及不規則形狀的硬熱塑膠。目前，大型積體電路引線連接等，已廣泛採用超聲焊接。
4、超聲清洗加工
主要用於幾何形狀複雜、清洗品質要求高的中、小精密零件，特別是工件上的探小孔、微孔、彎孔、盲孔、溝槽、窄縫等部位的精清洗。採用其他清洗方法，效果差，甚至無法清洗，採用超聲清洗則效果好、生產率高。目前，在半導體和積體電路元件、儀錶儀器零件、電真空器件、光學零件、精密機械零件、醫療器械、放射性污染等的清洗中應用。 一般認為，超聲清洗是由於清洗液（水基清洗劑、氯化烴類溶劑、石油熔劑等應 超聲波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，並使之脫落下來；空化作用產生的空化氣泡滲透到汙物與被清洗部位表面之間，促使汙物脫落；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，以產生良好的空化效應，提高清洗效果。此外，清洗液的溫度不可過高，以防空化效應的減弱，影響清洗效果。
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