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資產評估師《機電設備》知識點：超聲波加工
導語：超聲波可以根據原理分可以分為檢測超聲和功率超聲。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。大家跟著百分網小編來看看超聲波加工的相關內容吧。
(一)超聲波加工原理
超聲波換能器利用鐵、鈷、鎳等合金磁性材料在交變磁場作用下其尺寸發生伸長和縮短這一特性(這種現象稱之為磁致伸縮效應)，將高頻電振蕩變為高頻機械振動，再借助變幅桿把振幅放大，驅使工具振動，從而錘擊工件表面的磨料，通過磨料加工工件的表面。
(二)超聲波加工機床的組成
1.超聲電源。將50Hz的交流電變為15kHz～30kHz的高頻振蕩(超聲波)電源，供給超聲波換能器。其功率為20～4000W.
2.超聲振動系統。由超聲換能器和變幅桿組成。變幅桿可以做成錐形、曲線形和階梯形。
3.超聲波加工機床本體。由超聲波加工機床本體由工作頭、工作臺、立柱、磨料、工作液循環系統部分組成。
(三)超聲波加工特點
1.適用于加工各種硬脆材料，尤其是電火花難以加工的不導電材料，如玻璃、陶瓷、金剛石等;
2.由于在加工中工具通常不需要旋轉，因此易于加工出各種復雜形狀的型孔、型腔、成型表面等;
3.加工過程中受力很小，適于加工薄壁、薄片等不能承受較大機械應力的零件。
激光加工
激光是一種亮度高、方向性強、單色性好的相干光，它可以把能量高度集中在特定的小面積上，激光加工就是利用這一特性實現的。
(一)加工原理
利用激光的高溫高能量，把被加工的材料急劇熔化或氣化，并利用沖擊波去除多余物質。
目前主要用于打孔和切割。
(二)激光加工裝置
激光加工裝置由激光器、電源、光學系統和機械系統四大部分組成。
(三)激光加工特點
1.不受材料性能限制，幾乎所有金屬材料和非金屬材料都能加工;
2.加工時不需用刀具，屬于非接觸加工，無機械加工變形;
3.加工速度極高，熱影響區小，易于實現自動化生產和流水作業;
4.可通過透明介質(如玻璃)進行加工，這對某些特殊情況(例如在真空中加工)是十分有利的。
【鏈接】電火花加工對象是“導電材料”;超聲波加工適用于加工各種硬脆材料。
數控機床的加工原理
數控機床必須具備：
(1)能夠接受各種信息，并能運算和處理，實時發出控制命令及坐標軸控制指令的數控裝置;
(2)具有能夠快速響應，并具有足夠功率的伺服驅動裝置;
(3)具有能夠滿足上述加工方式的機床主機，輔助裝置和刀具。
數控機床的特點
優點：
1.可加工普通機床不能或者難于加工的型面;
2.與普通機床加工相比，在數控機床上加工可提高生產率2～3倍，對于一些復雜零件，生產率可提高十幾倍甚至幾十倍;
3.可以獲得高的加工精度和重復精度;
4.廣泛的適用性和較大的靈活性;
5.一機多用;
6.減少在制品數量，節約了資金，提高了經濟效益;
7.改善環境，降低勞動強度;
8.精確的成本核算和生產進度安排
知識點二十九、數控機床的組成
數控機床分成兩大部分，即CNC系統和機床主機(包括輔助裝置)。
【鏈接】CNC系統由程序、輸入輸出(I/O)設備、CNC裝置、主軸控制單元及進給控制單元組成。
(一)CNC系統
由程序、輸入輸出(I/O)設備、CNC裝置、主軸控制單元及進給控制單元組成。
1.程序
包含零件的全部幾何尺寸和精度信息，加工的全部工藝信息。
2.輸入輸出(I/O)設備
包括顯示器、鍵盤、磁光盤機、通用網絡接口等。
3.CNC裝置
包括計算機(硬件和軟件)、可編程控制器(PLC)和接口電路。目前的中高檔數控系統大多采用X86系列高速微處理器及32位以上的總線結構。
控制功能是指能夠控制機床的軸數以及同時控制的軸數，高檔CNC裝置可聯動控制4~5個軸，具有5軸聯動功能是目前高檔CNC系統的標志。
插補功能直接決定了數控機床加工精度和速度，高檔CNC裝置一般都帶有復雜的誤差補償功能。
PLC作用：接收來自零件加工程序的開關信息、機床操作面板及機床側的開關信號，進行邏輯處理，完成輸出控制，實現各功能及操作方式的連鎖。
4.主軸、進給控制單元
伺服電機和伺服驅動器組成，稱為伺服系統。
(1)步進電機
由脈沖信號驅動。結構簡單、控制容易;可靠性差，輸出功率小。小型低擋CNC系統中。
(2)永磁直流伺服電機
定子是永磁材料，可維護性較差，產生的電磁干擾強，不容易形成高速大轉矩，逐步被永磁同步交流伺服電動機替代。
(3)永磁同步交流伺服電機
定子鐵芯暴露在空氣中，控制電路復雜，價格較貴，成為最為廣泛的伺服電機。
(4)感應異步交流伺服電機
鼠籠式轉子，適應更高轉速更大扭矩要求，但平穩性較低。適用于高速大轉矩輸出，低速性能要求不高的主軸控制單元。
(5)伺服驅動器
是一種純電子裝置，一般不能互換使用，絕大部分的伺服電機和驅動器都是配套銷售的。
(二)主機
數控機床也有普通機床都具有的床身、立柱、主軸、工作臺等關鍵部件，但在設計上已有很大變化。
為了滿足數控機床高自動化、高效率、高精度、高速度、高可靠性的要求，其機械結構具有以下一些特點：
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高剛度和高抗振性
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改進機床結構的阻尼特性
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通過機床結構、筋板的合理布局，例如加大主軸的支承軸徑，縮短主軸端部的受力懸伸段，床身采用鋼板焊接結構等方法來提高剛度。
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采用新材料，特殊結構也可以提高動剛度和抗振能力。
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小的機床熱變形
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采用熱對稱結構及熱平衡措施。對于發熱部件（如主軸箱、靜壓導軌液壓油等）采取散熱、風冷、液冷等控制溫升；對切削部位采取強冷措施；
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采用熱位移補償。即預測熱變形規律，建立數學模型，存入計算機，來進行實時補償。
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高效率、無間隙、低摩擦傳動
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采用滾動導軌、靜壓導軌、滾珠絲杠、塑料滑動導軌等高效率、無間隙、低摩擦傳動。
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簡化的機械傳動結構
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采用高性能、寬調速范圍的交直流主軸電動機和伺服電動機，使主軸箱、進給變速箱及其傳動系統大為簡化，提高傳動精度和可靠性。
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(三)輔助裝置
為了保證數控機床正常運行、功能充分發揮，必須配備必要的輔助裝置，包括：電器、液壓、氣動元件及系統;冷卻、排屑、防護、潤滑、照明、儲運等裝置;交換工作臺，數控轉臺，數控分度頭;刀具及其監控檢測裝置等。
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