超声波打磨陶瓷、珠宝材料工艺

一、超声波打磨原理

超声波打磨工艺主要是通过超声波高频振动所产生的机械能传递到加工物体表面，以实现物体的精细打磨目的，即使是极其微小的加工物体也能够实现高精度的打磨。

超声波打磨机主要由超声波电源、超声波振子、超声波传感器、悬浮液、磨料颗粒、打磨头等部分组成。当超声波打磨头作用于物体表面时，必须加入适量的悬浮液和磨料颗粒物，以便于打磨后的物体能够更加的光滑。另外，在加工时还会在物体表面形成一定的压力，通过超声波频率纵向的振动以及传感器的高幅度摩擦，使悬浮液和磨料颗粒之间的摩擦速度急速上升，并不断地对物体表面进行打磨，直至将打磨端面的材料粉碎成细小的粉末，从物体表面除出。同时，悬浮液在超声波高频的振动之下，还会产生大量的气泡，在这些气泡的不断破裂冲击之下，磨料颗粒将会有效地钻入物体的缝隙当中，使得物体的死角、缝隙、盲孔等部位也能够实现彻底的打磨，从而实现超声波高精度的打磨效果。不过，超声波在打磨弹性材料时，会因为大量超声波能量被弹性材料所吸收，而造成超声波打磨效果低下。因此，超声波打磨机只适合打磨坚硬且易碎的物体，对于微有弹性的橡胶等物体并不适用。

二、超声波打磨工艺详述

    超声波打磨的压力、超声波频率和功率、加工速度、悬浮液浓度、磨料材质等因素都会对物体最终的打磨效果有所影响。

1、超声波打磨头可以使用焊接工艺焊接在超声波打磨机之上，为了确保焊接工艺的精度，必须先将打磨头加以清洗，确保其表面的锈迹、油污都被彻底地清除干净。

2、磨料颗粒的硬度越高越好，而且磨料的尺寸与打磨的速度是成正比的，越是粗的磨料打磨物体的速度越快，不过越是细小的磨料打磨出来的物体也越精细。磨料的尺寸、硬度都会直接影响到超声波打磨的质量，而且悬浮液过少也会影响到物体的打磨效果。

3、在更换工具头时，必须确保安装口的绝对干净，而且在安装的时候必须先将所有电源关闭，避免事故的发生。

4、为了使超声波打磨机能够在打磨的时候实现频率高度共振，必须将超声波功率调节至适当的位置。而且应先打开总电源开关，然后再逐一打开各个分开关，再将电压设置在40mA的位置，这时物体表面的悬浮液会出现气化现象。当超声波输出功率过大时，悬浮液就不会出现气化现象，而超声波打磨机就有可能会出现损坏，超声波频率也无法实现共振，这时应立即停止操作，重新进行安装。

5、工具头的长度在半厘米左右为佳，为了使打磨能够匀速进行，一开始应与物体端面保持半厘米左右的距离，在打磨几分钟之后，在更换较长一点的工具头，继续进行打磨，不过在更换之前必须先关闭电源开关，避免事故机及设备故障。

6、打磨是的压力必须控制到位，避免力度过大或过小，影响物体的打磨效果。

三、超声波打磨孔洞的工艺

例如超声波打磨机在陶瓷片上面钻孔的工艺，其孔洞可以出现非常精准的形状，但是在孔洞的边缘会有些许的裂纹，这些裂纹主要是超声波振动所产生的，通过打磨之后洞口边缘的裂纹会逐渐变得平整，而且陶瓷材料本身就具有极高的强度，极易造成裂纹。

　　如果打磨更厚一点的陶瓷片，在开孔尺寸不变的前提下，也会出现孔洞边缘裂纹的现象。由此说明，通过超声波打磨机在打磨陶瓷类材料时，打磨精度与超声波的振动频率、磨料颗粒的尺寸、孔径的大小是成正比的，其孔洞的表面光滑度也与超声波的振动频率、磨料颗粒的尺寸成正比，但是其孔洞的表面光滑度与压力是成反比的。