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第52章 哪些因素会影响超声加工精度和表面质量?

(1)加工精度的影响因素。加工精度主要包括尺寸精度、形状精度等。一般尺寸精度可控制在0.02~0.05毫米范围内。其影响因素除了机床精度外,主要有工具制造精度及磨损、磨料粒度、加工深度以及被加工材料性质等。

各种因素的影响状况如下所述:①工具制造或安装偏心或不对称时,加工将产生偏振,使加工精度降低。②利用真空抽吸法或内冲法供给磨料悬浮液,可以提高加工精度,尤其能减少锥度;外浇法只适用于一般的超声波加工。③加工深度增加,工具损耗也增加,精度下降。④当采用240#~280#磨料时(磨粒尺寸为63~40微米),精度可达±0.05毫米;采用W28~W7时(磨粒尺寸为28~5微米),精度可达±0.02毫米或更高。⑤加工圆孔时,形状误差主要是圆度和锥度误差。圆度误差的大小与工具横向振动大小和工具沿圆周磨损的不均匀程度有关。锥度大小与工具磨损和加工深度有关。采用工具或工件旋转的方法,可以减少圆度误差。

(2)表面质量的影响因素。超声波加工具有较好的表面质量,不会产生表面烧伤和表面变质层。表面粗糙度也较好,一般可达到Ra1~0.1微米,主要取决于磨料粒度、被加工材料性质、工具振动的振幅、工作液性能等因素。当磨粒尺寸较小、工件材料硬度较大、工具振幅小时,加工表面粗糙度将得到改善,但加工速度也随之下降。工作液的性能对表面粗糙度影响比较复杂。实践表明,用煤油或润滑油代替水可使表面粗糙度有所改善。

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