（1）超聲波加工的基本原理

頻率超過16 000 Hz的聲波稱為超聲波。超聲波的能量比聲波大得多，它可對傳播方向的障礙物施以很大的壓力，其能量強(qiáng)度可達(dá)幾十瓦至幾百瓦每平方厘米。如圖5．4．7所示，超聲發(fā)生器產(chǎn)生超聲頻振蕩，通過換能器將超聲頻振蕩轉(zhuǎn)換成小振幅的機(jī)械振動(dòng)，再借助于振幅放大棒將振幅放大到0．01～0．1 mm的范圍內(nèi)，并傳給工具，驅(qū)動(dòng)工具振動(dòng)。當(dāng)工具與工件緊密相靠時(shí)，工作液中的懸浮磨料在工具振動(dòng)的作用下，以極大的速度不斷沖擊和琢磨工件表面，使工件局部材料破碎。此外，工作液受工具端部的超聲頻振動(dòng)作用，產(chǎn)生小液壓沖擊和空化現(xiàn)象，促使液體鉆入被加工材料的裂隙中，加速機(jī)械破碎作用；空化現(xiàn)象在工件表面形成液體空腔，閉合時(shí)引起的極強(qiáng)的液壓沖擊也使工件表面毀壞。在加工過程中，磨料懸浮液循環(huán)流動(dòng)，使磨料不斷更新，并帶走被破碎下來的工件材料微粒，于是工具逐步深入到工件材料中，工具形狀便“復(fù)印”在工件上。

圖5．4．7　超聲波加工原理示意圖

工具材料常用不淬火的45鋼。工具的形狀和尺寸應(yīng)比被加工表面的形狀和尺寸相差一個(gè)“加工間隙”，加工間隙稍大于磨粒的平均直徑。磨料常用碳化硼、碳化硅或氧化鋁等。磨料粒度大，則生產(chǎn)率高，加工精度低；粒度小，則相反。超聲波加工在超聲波加工機(jī)床上進(jìn)行。

（2）超聲波加工的特點(diǎn)和應(yīng)用

①超聲波加工主要用于加工各種硬脆材料，尤其是電火花和電解無法加工的不導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料，如玻璃、陶瓷、石英、瑪瑙、寶石、金剛石、鍺、硅等。對于韌性好的材料，由于它的緩沖作用則不易加工。

②超聲波加工的生產(chǎn)率比電火花、電解加工低，但加工精度較高。加工孔時(shí)精度可達(dá)0．005 mm以上，表面粗糙度R a＜0．1。因此，對一些高精度的硬質(zhì)合金沖壓模、拉絲模等，常先用電火花粗加工和半精加工，最后用超聲波精加工。

③超聲波加工對工件材料的宏觀作用力小，熱影響小，可加工某些不能承受較大機(jī)械力的薄壁、窄縫和薄片零件等。

④超聲波能加工出各種形狀復(fù)雜的型孔、型腔和成形表面等。采用中空形狀的工具，還可實(shí)現(xiàn)各種形狀的套料。此外，超聲波加工還可以進(jìn)行雕刻等工作。