超声电火花复合抛光是在超声抛光基础上发展起来的一种新技术，这种抛光技术最大的特点是加工效率高，比单纯的超声机械抛光的抛光效率高出3倍以上，特别适用于抛光小孔、窄槽、缝以及小型精密表面。这种技术属精细加工，粗糙度Ra可以达到0. 08~ 0. 16μm。

超声电火花复合抛光技术与单纯的机械抛光在机理方面完全不同，它是靠超声抛磨和火花放电来修整工件表面的。因而除了使抛光头振动外，还需在工件和抛光头之间加脉冲电压和介质——工作液。

（1）超声电火花复合抛光的机理

抛光时在工具和工件之间通入乳化液，并且把工具头和工件接在脉冲电源的两端，工件接正极，工具头接负极（图9-1）。工件接正极的原因是由于乳化液有电解效应，可以使阳极工件在抛光时产生阳极溶解，虽然电解作用很弱，但有利于对工件的抛光。

抛光过程中，工具对工件的抛磨和放电腐蚀是交错进行的。根据超声空化原理，超声抛磨的空化效应会使工件表面会产生软化，因而加速了金属的剥落。与此同时，空化作用使得电火花放电加工的分散性大大增加。这是由于在加工过程中超声抛磨的空化作用会使工件表面不断出现新的金属尖峰。这是金属去除过程中必然的结果。这些尖峰的出现又给电火花放电加工造成了有利的条件。抛磨时产生的尖峰是极不规则的，且无规律，也就意味着放电的分散性是很强的。火花放电的分散性加速了工件表面的均匀去除。

抛磨和放电交错而连续地进行，因而使得抛光速度提高。

在加工过程中，由于空化作用，还会使得介质液体的搅动作用增强，因而可以使得抛光过程中产生的产物能及时排除，从而减少金属产物放电的机率，提高放电能量的利用率。

（2）影响超声电火花复合抛光的因素

①工作液。根据放电理论，工作液在正常情况下，电离击穿要快，抛离效应要好，使熔化的金属能全部从放电点抛出，而且形成的微粒越小越好。

工作液的好坏不但影响加工的顺利进行，而且直接影响着抛光速度和表面质量。用于放电加工的工作液种类很多，如乳化液、去离子水、洗涤液等。超声电火花复合抛光最有效的工作液是乳化液。乳化液一般是由基础油、乳化剂、清洗剂、润滑剂、防锈剂、光亮剂等组成。

a. 基础油：基础油的作用是超润滑和爆炸作用。基础油本身是一种良好的爆炸剂，为了提高爆炸能力、增强抛离效应，可添加更强的爆炸剂。

基础油最好选用植物油，如蓖麻油、菜籽油。其次是选用低黏度矿物油，5号、7号、 10号机油。基础油是油溶性缓腐剂及乳化剂的载体，植物油和低黏度矿物油经乳化后呈乳白色，性能稳定可靠。

b. 乳化剂：乳化剂对乳化油的稳定性、破乳性关系很大，宜选用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的组合剂，这样乳化效率高、乳化剂用量少。常用的乳化剂有油酸皂类及高碳酸皂类、石油磺酸钠以及吐温类表面活性剂乳化效果最好。

c. 防锈剂：主要是起游离碱与水溶性缓蚀剂的作用，常用的防锈剂是石油磺酸钡、羊毛脂及其衍生物等油溶性缓蚀剂。加入量应控制在1%以下，过多会影响乳化，甚至破坏乳化。若釆用醇类作防锈剂会使金属表面变黑。

d. 洗涤剂：主要用来排除抛光时的残留产物，防止产物黏结在工件表面，造成加工的不均匀性，要求洗涤剂性能稳定可靠，对金属无腐蚀，常用的洗涤剂可以用801、741等化工净洗剂。加入量也应控制在1%以下。

e. 爆炸剂：抛光时，爆炸性能好坏直接影响抛光质量和抛光效率，好的爆炸剂能有效地将放电时产生的熔化金属从放电点抛出，对于抛光效率的提高及加工质量是十分重要的。爆炸剂可以选用聚乙烯醇、多元醇类等。

②加工电压。加工电压，这里指的是工件与工具头之间的空载电压。加工电压的大小直接影响着抛光效率和表面粗糙度。因为在其他条件一定时，电压的大小，直接影响和决定着峰值电流的大小。而峰值电流影响着加工表面的粗糙度。

这种加工方法的放电间隙是微小的，所以放电击穿电压可以很低，只是将抛磨出现的微峰去除。因此可以获得高品质、高光洁度的表面。

具体电压要低到什么程度、取决于要达到的表面粗糙度，当加工余量大时需分组抛光，如分粗抛、中抛、精抛。粗拋时外加的电压要高，精抛时要小。

③抛光工具对工件表面压力。抛光工具对工件的压力大小影响着工件表面的粗糙度和质量。同时也影响着抛光速度。

在粗抛时，应该把压力选择得大一些，主要目的是提高抛光速度，使大多数余量以最快的速度去除掉。压力大，抛磨的机械力大，可以产生更大的“毛刺”。与此同时外加的加工电压也提高，所以去除速度加快。因为在提高的电压下“毛刺" 的尖峰放电能量大，足以使这些“毛刺”被熔化蚀除。但压力要适度，否则会使工具磨损过快。在精抛时，压力要小。用手操作时，手感要平稳。一般压力控制在0. 2kg/cm2左右。

④工具振动频率。工具的振动频率就是工具系统的谐振频率。工具系统包括压电晶体及其附件、变幅杆、工具。压电晶体及其附件、变幅杆已经组成了一个部件，在振荡过程中它们自身有其固有的谐振频率。当把工具装在变幅杆上时就又构成了一个新的系统，也就有新系统的谐振频率。工具的振动频率就是这个新系统的谐振频率。

影响工具振动频率的因素有两个：一个是工具在变幅杆上的装夹好坏，因为振动频率很高，装夹不好很容易松动，引起原来振动频率的变化，可能会造成不振动；二是工具与工件接触后，变成了一个新的系统，而且随着工具与工件之间的压力大小的变化而变化，从而造成振荡的失调，严重时会停振，一般情况下是振幅变小，抛光效率降低。

性能好的抛光机有频率保持系统，即当工具系统变化时，始终保持最佳的抛光状态。一般机床无频率保持系统，可以由手感来测试，不断用手来调节，熟练的工人凭经验来操作，主要是变换工具与工件的接触压力。

在抛光前，先开机将频率和功率调到最佳点并放入水中。观察工具的振动现象。最佳状态时，工具放入水中，会看到沸腾的气泡。把工具提出水面时，工具上的水会立即变成雾状的水蒸气。

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