特種加工技術(shù)---第七章超聲加工(編輯修改稿)
2024-11-12 14:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 行加工。 組成：換能器、變幅桿和工具。 1 換能器 作用： 將高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。目前實(shí)現(xiàn)這一目的可以利用 壓電效應(yīng) 和 磁致伸縮效應(yīng) 。 壓電效應(yīng)超聲波換能器 石英晶體、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛 等物質(zhì)在受到機(jī)械壓縮或拉伸 變形時(shí)，在它們兩相對的介面上將產(chǎn)生一定的電荷，形成一 定的電勢；反之，在它們的兩介面上加以一定的電壓，則將 產(chǎn)生一定的機(jī)械變形，這一現(xiàn)象稱為 “壓電效應(yīng)” 。 如果在上述物質(zhì)的兩面上加上 16000Hz以上的交變電壓，則 該物質(zhì)將產(chǎn)生高頻的 伸縮變形 ，使周圍的介質(zhì)作超聲振動。 石英晶體的伸縮量太小， 3000V電壓才能產(chǎn)生 機(jī)械變形。鈦酸鋇的壓電效應(yīng)比石英大 2030倍，但其效率和 機(jī)械強(qiáng)度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛兼具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，比較 常用。 磁致伸縮效應(yīng)超聲波換能器 鐵、鈷、鎳及其合金的長度能隨其所處的磁場強(qiáng)度的變化而 伸縮的現(xiàn)象稱為“ 磁致伸縮效應(yīng) ”，其中鎳在磁場中的最大縮短 量為其長度的 %，鐵和鈷則在磁場中表現(xiàn)為伸長，當(dāng)磁 場消失后又恢復(fù)到原有尺寸。 因此，上述材料的棒桿在交變磁場中其長度將交變伸縮變形， 其端面將交變振動。 如果通入磁致伸縮換能器線圈中的電流是正弦波形，則每一 周期波的 正半波 和 負(fù)半波 將引起磁場兩次大小變化，使換能 器也伸縮兩次，出現(xiàn)“ 倍頻 ”現(xiàn)象。倍頻現(xiàn)象使振動節(jié)奏變得 模糊，并使共振長度變短，對結(jié)構(gòu)和使用均不利。 措施：在換能器的交流勵磁電路中引入一個(gè)直流分量。 2 變幅桿 作用： 擴(kuò)大振幅。 壓電和磁致伸縮的機(jī)械變形量是很小的（ 510um），不足以 直接用來加工。超聲加工需要 ，因此需要 將振幅適當(dāng)擴(kuò)大。 幾種常用變幅桿的類型 變幅桿之所以能擴(kuò)大振幅，是由于通過它的每一個(gè)截面的振動 能量是不變的（略去傳播能量損耗），截面小的地方能量密度 越大。 變幅桿為什么能擴(kuò)大振幅呢？ 2)(21 ACJ ??? 222 JAC???22 JAC???2 JAK?結(jié)論：截面越小，能量密度越大，因此振動的幅度也就越大。
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