隨著制藥宙攻、光學(xué)和汽車工業(yè)等諸多工業(yè)部門對高負(fù)荷零件需求的日益增加彻亲，人們使用了許多所謂的“高性能材料”，如陶瓷翻斟、玻璃逾礁、硬質(zhì)合金等。這類材料具有很好的特性访惜，如重量輕栗柴、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、耐腐蝕等净彼，但是它們的硬脆特性使用傳統(tǒng)的加工方法（如磨削憎材、金剛石刀具加工等）難以進(jìn)行加工，或者是加工費(fèi)用昂貴燥纹。

　　位于Stipshausen im Hunsrück的Hermann Sauer股份有限公司根據(jù)30多年來在超聲加工領(lǐng)域中的經(jīng)驗(yàn)邪笆，開發(fā)了一種超聲加工新技術(shù)——Ultrasonic。根據(jù)Ultrasonic的設(shè)計方案捍椎，鑲嵌有金剛石微粒制成的銑熏尉、鉆、磨刀具以20kHz的頻率（即20000次/s）切入工件飞熙；在超聲波的幫助下潜路，即使是最硬的工件也可以用較小的力度和較高的進(jìn)給功率進(jìn)行切削加工。

　　采用傳統(tǒng)的加工方法加工硬脆性材料需要分多道工序進(jìn)行豪纸，浪費(fèi)時間而且加工費(fèi)用較高罚午。由于加工刀具和被加工工件之間的摩擦，還會引起的極大損失岩喷。而采用超聲波加工恕沫，可以根據(jù)目標(biāo)直接進(jìn)行加工监憎，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　* 與傳統(tǒng)加工相比，超聲波加工可以在5個面（最多）內(nèi)進(jìn)行高質(zhì)量的加工婶溯；

　　* 加工后表面光潔度可達(dá)到Ra < 0.2 ?m鲸阔；

　　* 采用整體式自適應(yīng)控制（ADR）和聲學(xué)控制方法（ACC），提高了加工過程的安全性迄委；

　　* 精確鉆孔時褐筛，孔徑最小可達(dá)0.3mm；

　　* 力度和熱負(fù)荷小叙身，有利于保護(hù)工件和刀具渔扎；

　　* 可自行磨刀的金剛石刀具，可以保證較高的切削效率并延長使用壽命信轿。

　　進(jìn)行超聲波加工時晃痴，需要將高頻電信號轉(zhuǎn)化為力學(xué)運(yùn)動量，然后通過調(diào)壓器放大振動的幅值虏两。從理論上講愧旦，使用的金剛石刀具在20kHz（20000次脈沖/s）的脈沖運(yùn)動下將先收縮世剖，隨后出現(xiàn)延伸充贿。當(dāng)達(dá)到幅值或延伸的最大值時，與刀具固定在一起的金剛石微粒觸及到待加工的工件表面菲贝，工件材料被破碎為微小碎屑差炮。同時，刀具繼續(xù)以3000～4000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)威跟。這一方面可使工件達(dá)到加工精度戴砍，另一方面可以清除旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)切削下的工件材料的碎屑。這些碎屑最終被凈水從工作件中沖走往茄。

　　除了控制幅值和使用量以外枯邓，金剛石刀具和固定在刀具上的金剛石微粒對加工過程的效率和質(zhì)量也會產(chǎn)生很大的影響。這主要取決于金剛石刃的硬度和金剛石微粒的尺寸乘占，特別是刀具承載部分和切削材料之間的化學(xué)—力學(xué)連接特性掰媚，這一連接特性必須與Ultrasonic的加工過程相一致笔畜。除Ultrasonic的軸以外习棋，粘接材料也會發(fā)生先收縮再延伸的現(xiàn)象。因此呐粘，在選擇粘接材料時满俗，要注意在金剛石微粒延伸到最高點(diǎn)時與刀具之間的粘接仍然保持足夠的牢固。另外作岖，粘接材料還需要具有一定的柔性唆垃，當(dāng)金剛石微粒受到撞擊時不至于從刀具上折斷五芝。由于在切削過程中形成了眾多的單刃，因此使用金剛石刀具進(jìn)行切削加工時辕万，刀具可以自動磨刀与柑，并且在整個使用過程中都可以保證很高的、不變的切削效率蓄坏。

　　Ultrasonic加工技術(shù)的另一個特點(diǎn)是獲得專利的刀具架价捧，它用錐螺紋實(shí)現(xiàn)了可靠的形狀連接和力連接，保證了主軸和工件之間良好的振動傳遞性涡戳。這種特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以在加工過程中保證主軸的安全性结蟋，使得縱向的振動不會傳遞到主軸軸承，并經(jīng)由軸承傳到機(jī)床的機(jī)座上（類似一個單向止回閥）渔彰。

　　Ultrasonic技術(shù)的成功之處不僅僅在于其加工過程的高效率嵌屎，更重要的是它能保證被加工工件的加工精度和加工質(zhì)量。Ultrasonic技術(shù)能夠被潛在用戶接受的原因是加工過程的安全性和加工過程的可重復(fù)性胯挚，這保證了Ultrasonic技術(shù)在各種生產(chǎn)環(huán)境中均可應(yīng)用滴督。

　　Ultrasonic機(jī)床的計算機(jī)數(shù)控單元擁有各種類型的智能控制算法，實(shí)時進(jìn)行過程監(jiān)測咨桶，給出合適的控制調(diào)節(jié)量瘫碾，如幅值、進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速等椎敞，并根據(jù)滯后誤差做出即刻識別奴爷，以避免刀具的折斷。Ultrasonic機(jī)床以其幾年來在實(shí)際工作中（三班制配籽，經(jīng)常使用情況下）的性能足以證明上述措施是行之有效的擂门。

　　在使用過程中，Ultrasonic機(jī)床可以與自適應(yīng)控制方式（ADR）或聲學(xué)控制方式（ACC）組成兩種控制系統(tǒng)飞席。與ADR聯(lián)用時自畔，機(jī)床上的標(biāo)尺具有監(jiān)測功能，在加工中能實(shí)現(xiàn)最佳的進(jìn)給量村秒。如果對工件表面加工要求很高杨匕，則需使用ACC控制方式。與ADR的工作方式不同雕擂，ACC控制方式接收或監(jiān)測工件發(fā)出的聲學(xué)過程信號啡邑。

　　智能化控制算法不考慮偶然情況和以往的經(jīng)驗(yàn)，無論是ADR還是ACC都是對物理參數(shù)進(jìn)行測量井赌。將ACC和ADR組合使用谤逼，可以以最佳的靈活性實(shí)現(xiàn)加工效果。例如在開始加工階段仇穗，由ADR給出盡可能大的進(jìn)給量流部，而在表面精加工末期則自動切換為ACC的聲學(xué)信號控制方式戚绕。

　　ULTRASONIC超聲公司提供的Ultrasonic系列有兩種規(guī)格，即：X軸350mm和X軸500mm枝冀。位于Sauer的DECKEL MAHO公司為Ultraschal機(jī)床提供基本部件舞丛，如Ultraschal主軸、Ultraschall發(fā)電機(jī)果漾、振動傳感器以及金剛石刀具等球切。除標(biāo)準(zhǔn)件外，ULTRASONIC超聲公司還補(bǔ)充提供Ultrasonic系列機(jī)床的特殊用途附件绒障，如用于微加工的生產(chǎn)程序等晃烟。

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