超聲波在輔助磨削方面的應用

摘要：超聲磨削是利用超聲波能量進行高效磨削加工的一種方式。其原理是通過超聲波發生器產生高頻振動，將振動能量傳遞到磨削工具上，使工具與工件之間產生微小的沖擊力，從而實現高效、精確的磨削加工。這種設備具有操作簡便、加工精度高、熱影響小等優點，被廣泛應用于金屬加工、陶瓷加工、玻璃加工等領域。

超聲磨削設備在制造業中具有廣泛的應用場景。例如，在金屬加工過程中，超聲磨削設備可用于零件的表面處理、凹槽加工、倒角加工等；在陶瓷加工中，可用于制作陶瓷制品的精細加工；在玻璃加工中，可用于玻璃的切割、磨邊等。此外，超聲磨削設備還可應用于醫療器械、珠寶加工等領域。

關鍵詞：超聲磨削，高頻振動，加工

一、項目簡介

超聲振動磨削按砂輪的振動方式可分為縱向振動和扭轉振動。前者是直接利用換能器和變幅桿在超聲波發生器的作用下,產生縱向振動進行磨削，一般用于平面磨削;后者利用磁致伸縮換能器在超聲波發生器的作用下,直接產生扭轉振動，經扭轉變幅桿放大后用于磨削的方法，一般多用于內外圓磨削。按超聲波施加的對象可以分為施加在砂輪和施加在工件上。由于超聲波振動施加于砂輪上比施加于工件上容易實現，可以避免因工件尺寸形狀不同產生對超聲振動系統的影響，所以一般將超聲波振動施加于砂輪上,使砂輪沿工件軸向作高頻振動。

圖1超聲波輔助磨削加工示意圖

此高頻振動產生的“空化"作用(是指當工具端面以很大的加速度離開工件表面時，加工間隙內形成負壓和局部真空，在工作液體內形成很多微空腔，當工具端面以很大的加速度接近工件表面時，空泡閉合，引起強烈的液壓沖擊波，可以強化加工過程)，促使冷卻液進人切削區、甚至磨削表面的微裂縫中，改善了磨削區的工作狀況。同時各磨粒切削長度變短,磨屑變細、變短，加之磨屑不容易堵塞砂輪，磨粒能保持鋒利狀態，一般能比普通磨削降低磨削力30%~60%,降低磨削溫度，提高加工效率1~4倍。

二、項目主要優勢及特點

與傳統磨削設備相比，超聲振動車削的特點：

1、超聲波的物理特性能使被提取物中有效成分提取更充分，提取率比傳統工藝明顯提高50-500%；

　2、提取時間短，超聲波強化提取通常在24-40分鐘即可獲得相當大提取率，提取時間較傳統方法較大縮減2/3以上，原材料處理量大；

　3、提取溫度低，超聲提取的較佳溫度在40-60℃，對預熱不穩定、易水解或氧化的被提取物有效成分具有保護作用，同時較大節省能耗；

　4、適應性廣，超聲提取下不受成分極性、分子量大小的限制；

　5、提取雜質少，有效成分易于分離、純化；

　6、提取工藝運行成本低，綜合經濟效益明顯；