超声波抛光是超声波加工的一种特殊应用，超声波抛光是利用工具端面作超声频振动，迫使磨料悬浮液对硬脆材料表面进行加工的一种方法。它对工件只进行微量尺寸加工，加工后能提高表面精度。超声波抛光不但可减小工件表面粗糙度，甚至可得到近似镜面的光亮度。
超声波抛光机的组成:超声波抛光机的功率大小和结构形状虽有所不同，但其组成部分基本相同，一般主要由超声波发生器、换能器和机械振动系统3部分组成。
(1)超声波发生器
超声波发生器的作用是将50Hz的交流电转变成具有一定功率输出的超声波
电振荡，以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量。基本要求：输出功率和频率在一定范围内连续可调，最好能具有对共振频率自动跟踪和自动微调的功能，此外要求结构简单、工作可靠、价格便宜、体积小等。
(2)机械振动换能器
换能器的作用是将超声波电振荡转换成机械振动。目前换能器有压电效应式和磁致伸缩效应式两种。
1)压电效应式。石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅(压电陶瓷)等物质在受到机械压缩或拉伸变形时，在它们两对面的介面上将产生一定的电荷，形成一定的电势;反之，在它们的两介面上加以一定的电压，则产生一定的机械变形，这一现象称为压电效应。
石英晶体的伸缩量太小，3 000V电压才能产生0.01拉m以下的变形。钛酸钡的压电效应比石英晶体大20一30倍，但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点，一般可用作超声波清洗和小功率超声波抛光机的换能器。压电效应式换能器。将锆钛酸铅制成圆形薄片，两面镀银，经高压直流电进行极化处理，一面为阳极，一面为阴极。使用时将两片叠在一起，阳极在中间，阴极在两侧，用螺钉夹紧。为了导电引线方便，常用镍片夹在两压电陶瓷片阳极之间作为接线端片，阳极必须与设备绝缘。
2)磁致伸缩效应式。铁、钴、镍及其合金的长度能随着所处的磁场强度的变化而伸缩的现象称为磁致伸缩效应。其中：镍在磁场中的最大缩短量为其长度的0.004%，铁和钴则在磁场中伸长，当磁场消失后又恢复原有尺寸。
为减少高频涡流损耗，生产实际中常用纯镍片叠成封闭磁路的镍棒换能器，如图10一13所示。在两芯柱上同向绕以线圈，通人高频电流使之伸缩，与压电效应式相比，它有较高的机械强度和较大的输出功率，常用于中功率和大功率的超声波抛光机中。其缺点是镍片的涡流发热损失较大，能量转换效率较低，故加工过程中需用风或水冷却，否则随着温度升高，磁致伸缩效应变小甚至消失，也可能把线圈绕组沟的绝缘材料烧坏。
(3)变幅杆
超声波抛光需0.01～O.02mm的振幅，压电效应式或磁致伸缩效应式所产生的变形量都很小，不能直接用来加工。因此，必须通过一个上粗下细的杆子将振幅加以放大，此杆称为变幅杆，也称为振荡扩大棒。
变幅杆的形式有圆锥形、指数形和阶梯形等。变幅杆之所以能扩大振幅，是由于通过它每一截面的振动能量是不变的，截面小的地方能量密度大。变幅杆大端与换能器的轴截面相连，所以连接面的截面大，而工作端截面小。因此，它可以将换能器的振幅扩大，满足超声加工的需要。
为了减少超声振动在传递过程中的损耗和便于操作，抛光工具直接固定在变幅杆上，变幅杆和换能器设计成手持式工具杆的形式，并通过弹性软轴与超声波发生器相连接：工具和变幅杆之问采用机械或胶合方式相连接。超声波机械振动经变幅杆扩大振幅后传给工具，工具沿轴向振动。
超声波抛光工具分固定磨料抛光工具和游离磨料抛光工具，工具头的形状应该和模具抛光型腔的形状相适应。固定磨料式工具头有金刚石油石、电镀金刚石锉刀、刚玉油石等，这类磨料用于粗抛光。游离磨料式工具头采用硬木和竹片等材料，抛光时在抛光面涂以研磨粉和工作液的混合剂，用于精抛光。研磨粉是氧化铝、碳化硅等，工作液用煤油、汽油或水。
超声波抛光基本原理
超声波抛光的作用是降低表面粗糙度。超声波抛光的主要作用是磨料在超声振动下的机械撞击和抛磨。抛光时，抛光工具和工件之问加入由磨料和工作液组成的磨料悬浮液，并使抛光工具对工件保持3—5N的静压力，推动抛光工具以10—30次/min的频率作平行于工件表面的往复运动，换能器通入50Hz的交流电，产生16 0001~{z以上的超声频纵向振动，并借助变幅杆3把位移振幅放大到0.05～0.1mm左右，驱使抛光工具端面作超声振动，迫使工作液中的悬浮磨料以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨被加工表面，使被加工表面的材料不断遭到破坏，并粉碎成很细的微粒，从材料上打击下来，实现微切削作用。
所谓空化作用是当产生正面冲击时，促使工作液钻入被加工表面的微裂处，加速了机械破坏作用。在高频振动的某一瞬问，工作液又以很大的加速度离开工件表面，工件表面的微细裂纹间隙形成负压和局部真空。同时在工作液内也形成很多微空腔，当工具端面以很大的加速度接近工件表面时，迫使空泡闭合，引起极强的液压冲击波，强化了加工过程。
超声波抛光的特点 .
1)适用于加工硬脆材料及不导电的非金属材料。
2)抛光工具对工件的作用力和热影响小，不会产生变形、烧伤和变质层，表面的加工量非常微小，加工精度可达0.01—0.02mm，表面粗糙度尺。可达0.012汕m。
3)可以抛光薄壁、薄片、窄缝及低刚度零件。
4)超声波抛光设备简单，使用和维修方便，操作容易，效率高。
5)由于抛光时工具头无旋转运动，工具头可以用软材料做成复杂形状，可以抛光复杂的型孔和型腔表面。
超声波抛光工艺
(1)抛光余量
模具成形表面经过电火花精加工之后，进行超声波抛光时的抛光余量一般控制在0.02～0.04mm之内，特殊情况下抛光余量可小于或等于0.15mm。
(2)抛光方式
抛光一般要经过粗抛、细抛和精抛几个阶段。粗抛光时采用固定磨料或采用180。左右的磨料进行抛光;细抛光时采用游离磨料方式，磨料粒度为W40左右;最后精抛光时采用W5～W3.5的磨料进行干抛(不加工作液)。每次更换磨料时，都应该将工具头和抛光表面清洗干净。
