什么是超声波加工技术？

通过超声波辅助加工技术，可以轻松加工硬脆材料，减少边缘崩刃，提高表面质量。

什么是超声波？
声波是一种人耳能感觉到的纵波。人的听觉频率上限为16～20kHz，所以频率高于16kHz的就是超声波。因为超声波的频率可以很高，所以传播的方向性很强。超声波在传播过程中，介质振动的加速度较大。超声波在工业上应用广泛，如超声波探伤、超声波清洗、乳化液制造、化学反应促进、超声波焊接、金属和塑料加工、切割、研磨等。超声波切割和研磨的方法大致可分为分为超声加工（USM）和旋转超声加工（RUM）。

超声波是如何处理的？
应用于先进材料的超声波加工的加工原理是根据各种材料的延展加工特性中的临界切削深度，以每秒20,000至50,000次的微冲击去除材料，辅以快速刮除材料。旋转方式 复合加工方式。

可广泛应用于各种硬脆材料、难切削材料、耐高温高温合金、复合材料等有特殊工艺要求的场合。当切屑厚度小于或等于临界切深时，切削纹路与传统金属材料切削无异。但是，当切屑厚度逐渐增加，超过材料延性加工的临界切深时，会立即出现材料断裂现象，导致加工失败的结果。然而，如此小的临界切深，以目前通用加工设备的运动分辨率而言是不可能实现的，而借助超精密加工设备是可以实现的。所以，超声波加工技术早在1950年代就被提出。主要针对硬脆材料的加工解决方案，适用于氧化铝、氧化锆、蓝宝石、硅、石英、微晶玻璃等硬脆材料。

将超声波加工设备安装在传统的车床设备上，通过超声波振子和具有振幅放大结构的刀具固定装置，根据超声波振幅传输放大的正弦波设计，将刀具固定在最大的地方超声波振幅位置，用于切割硬脆的光学玻璃材料。使用的超声波处理频率为39~40 kHz，最大幅度为5 µm。借助旋转式超声波加工技术，传统机床可实现精细切削，取代超精密加工设备及其极精细运动分辨率的技术壁垒。

什么是超声波旋转加工机？
超声波加工的发展应用于硬脆材料的加工，提高硬脆材料的加工效率。超声波加工已成功应用于硬质合金、不锈钢、陶瓷、玻璃等材料的加工。

超声波工艺可与许多传统车削、钻孔和镗孔操作结合使用，以高效加工金属和非金属材料。好处包括提高材料去除率、减少工具磨损和改进机加工表面。

在已加工的半导体和3C行业中，加工硬脆材料的需求越来越大。超声波鉴于超声波加工的需要，开发超声波旋转加工主轴。其加工所用刀具在轴向进行高速旋转和高频振动加工，可适用于钻孔、切削、镗孔或螺纹切削。超声波旋转加工主轴可以很容易地安装在数控机床上。

超声波加工的加工原理是什么？
超声波回转加工主轴是利用刀具接触工件进行切削，不同于超声波磨削加工。其中使用的金刚石刀具高速旋转进行研磨。在某些加工场合，工件也需要旋转。在轴向、高频振动和工具旋转等多种运动下，可以促进材料去除。

切削：
超声波回转加工主轴常用于加工硬、脆、难切削材料。如陶瓷、纯铁材料，可对铝合金、玻璃、石英、锆、红宝石、蓝宝石、氧化铍、硼等提供高效切削加工。

钻孔工艺：
钻孔需要在坚硬的材料上进行，传统工具很难钻出小孔。钻头会偏斜，因此难以控制直线度公差。在硬质材料上钻孔时，超声波旋转加工通常比传统钻孔更精确。冷却液从钻头的芯部流出，冲走切屑并冷却刀具，有些刀具由外部供应冷却液。在加工过程中，金刚石钻头可以轴向振动以减少摩擦，比传统方法更高效、更快速，并且可以减少工具和核心的堵塞。

超声波加工应用于硬脆材料加工的优势：
数控超声波回转主轴加工机，由于刀具本身就是一组超声波纵向振动变幅杆，所以与传统的数控主轴加工机相比，应用于硬脆材料的优点如下：

降低加工阻力。

提高加工效率。

提高加工表面的粗糙度。

工具本身永远不会粘附碎屑，延长了工具的使用寿命。

无残余加工应力。

超声波加工的应用领域：
超声波加工应用领域及市场机遇 超声波加工技术在应用领域不断扩大。随着半导体、光电子、航空航天、医疗器械、能源、电动汽车、3C电子、精密机械等众多轻量化、更硬、更韧、耐高温的先进材料在各种应用范围内逐步普及和深化，并不断深化，逐渐成为各工业领域的标准工艺技术之一。

CNC超声波回转主轴加工机应用领域：
玻璃加工（触摸屏）。

硬脆材料（如石英、碳化硅、氧化锆等）的加工。

加工方式 钻孔、开方孔、修边、倒角、铣长槽、铣盲孔等。

超声波加工的优势是什么？
旋转超声波加工技术，在需要加工的场合验证了超声波加工的特殊性和优越性。如光学元件、硬脆材料、难切削材料、耐高温高温合金、复合材料等。

切削力降低 40%。
切割效率提高 300%。
刀具寿命得到有效提高。
减少硬脆材料的微裂纹现象。
提高工件表面粗糙度。

材料加工已成为数控机床行业的一个市场。未来的决胜点将是高效、优质、坚硬、轻量化的先进材料加工技术和装备，不再是传统的精密金属切削技术。但是，模具和精密机械零部件行业，以及新材料的应用和变革，还有很长的路要走。预计超声波加工技术还可以提高传统金属材料、更高等级模具钢材料和各种工具合金钢的加工质量和效率，甚至可以简化目前的制造程序。实现快速生产，减少对人工流程的依赖。

超声波加工技术应用于模具行业分析 超声波加工技术应用于模具和精密零件加工领域已逐渐流行起来。目前，在各种特种模具钢、合金工具钢、粉末高速钢、钨钢等常用材料范围内，我们可以分析出市场对工艺技术改进需求的具体目标预期。

各模具制造行业领域的共同需求：
CNC自动化高光镜面加工，减少甚至替代人工抛光打磨工序。

减少或取代对放电过程的依赖。

减少各种加工工艺造成的表面应力残留或额外去除表面硬化层。

提高整体加工效率，降低加工成本。

提高刀具寿命和可靠性。

目前用于模具及精密零件加工行业的超声波加工技术已成功验证了三个重要指标的可行性，即材料、制造工艺和性能的显着变化。在材料方面，超声波加工技术已被证明可以轻松加工坚韧的特种合金工具钢，甚至更高等级的陶瓷材料，如 SiC、SiN 或陶瓷基复合材料。

至于制造工艺上的变化，很多小直径磨棒改用磨削代替铣削。因此，打磨工艺可以进一步细化为研磨抛光工艺，取代长期以来对手工劳动的依赖。人工打磨抛光可以改善人为因素带来的负面影响，以及目前从业人员故障严重不足的严重问题。可结合目前先进金属激光体层制造技术对表面精加工和镜面加工的工艺要求，为表面硬化层加工带来有效的解决方案，适用于目前需要维护和焊补的模具。整理工艺要求。