由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的16kHz以上的高頻電流作用于超聲換能器上,產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),經(jīng)變幅桿放大后可在工具端面(變幅桿的終端與工具相連接)產(chǎn)生縱向振幅達(dá)0.01~0.1mm的超聲波振動(dòng)。工具的形狀和尺寸取決于被加工面的形狀和尺寸,常用韌性材料制成,如未淬火的碳素鋼。工具與工件之間充滿磨料懸浮液(通常是在水或煤油中混有碳化硼、氧化鋁等磨料的懸浮液,稱為工作液)。加工時(shí),由超聲換能器引起的工具端部的振動(dòng)傳送給工作液,使磨料獲得巨大的加速度,猛烈地沖擊工件表面,再加上超聲波在工作液中的空化作用,可實(shí)現(xiàn)磨料對(duì)工件的沖擊破碎,完成切削功能。通過選擇不同工具端部形狀和不同的運(yùn)動(dòng)方法,可進(jìn)行不同的微細(xì)加工。超聲波加工適合于加工各種硬脆材料,尤其是不導(dǎo)電的非金屬硬脆材料,如玻璃、陶瓷、石英、鐵氧體、硅、鍺、瑪瑙、寶石、金剛石等。

對(duì)于導(dǎo)電的硬質(zhì)金屬材料如淬火鋼、硬質(zhì)合金等，也能進(jìn)行加工,但加工效率較低。加工的尺寸精度可達(dá)±0.01mm,表面粗糙度Ra=0.08~0.63μm。超聲波加工主要用于加工硬脆材料的圓孔、彎曲孔、型孔、型腔等;可進(jìn)行套料切割、雕刻以及研磨金剛石拉絲模等;此外,也可加工薄壁、窄縫和低剛度零件。超聲波加工的應(yīng)用超聲波加工在焊接、清洗等方面有許多應(yīng)用。超聲波焊接是兩焊件在壓力作用下,利用超聲波的高頻振蕩,使焊件接觸面產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦作用,表面得到清理,并且局部被加熱升溫而實(shí)現(xiàn)焊接的一種壓焊方法。

用于塑料焊接時(shí),超聲振動(dòng)與靜壓力方向,而在金屬焊接時(shí)超聲振動(dòng)與靜壓力方向垂直。振動(dòng)方式有縱向振動(dòng)、彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等。接頭可以是焊點(diǎn),相互重疊焊點(diǎn)形成連續(xù)焊縫。用線狀聲極一次焊成直線焊縫,用環(huán)狀聲極一次焊成圓環(huán)形、方框形等封閉焊縫。相應(yīng)的焊接機(jī)有超聲波點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、線焊機(jī)、環(huán)焊機(jī)。超聲波焊接適于焊接高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱性金屬,以及焊接異種金屬、金屬與非金屬、塑料等,也可焊接薄至2μm的金箔,廣泛用于微電子器件、微電機(jī)、鋁制品工業(yè)以及航空、航天領(lǐng)域。