陶瓷超聲加工

超聲加工是在加工工具或被加工材料上施加超聲波振動，在工具與工件之間加入液體磨料或糊狀磨料，并以較小的壓力使工具貼壓在工件上。加工時(shí)，由于工具與工件之間存在超聲振動，迫使工作液中懸浮的磨粒以很大的速度和加速度不斷撞擊、拋磨被加工表面，加上加工區(qū)域內(nèi)的空化、超壓效應(yīng)，從而產(chǎn)生材料去除效果。超聲加工與其它加工方法相結(jié)合，形成了各種超聲復(fù)合加工工藝，如超聲車削、超聲磨削、超聲鉆孔、超聲螺紋加工、超聲振動珩磨、超聲研磨拋光等。


超聲復(fù)合加工方式較適用于陶瓷材料的加工，其加工效率隨著材料脆性的增大而提高。日本的研究人員對陶瓷材料的超聲磨削加工進(jìn)行了研究，使陶瓷材料的加工效率提高近一倍；他們在對Al2O3陶瓷與ZrO2陶瓷進(jìn)行加工時(shí)，在工具與工件上同時(shí)施加超聲振動，從而使加工效率提高了2～3倍；在鉆頭上施以超聲振動進(jìn)行深孔加工，大大提高了孔內(nèi)表面質(zhì)量與孔的圓度。在國內(nèi)，華北工學(xué)院辛志杰等人進(jìn)行了超聲振動珩磨技術(shù)研究，開發(fā)出了超聲振動珩磨裝置，其特點(diǎn)是研磨圓盤激發(fā)彎曲振動(圓盤振動頻率為20kHz，振幅約為15µm)，而珩磨桿和珩磨頭體均不振動。對710鋼、鋁、鈦管等進(jìn)行的超聲振動珩磨初步實(shí)驗(yàn)表明，加工效率明顯提高，并可獲得高精度、高表面質(zhì)量和具有高耐磨性的精密孔。此項(xiàng)技術(shù)在高效率光整加工陶瓷、光學(xué)玻璃等硬脆材料中具有很大潛力。

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