ماشین‌کاری التراسونیک
سیستم ماشینکاری فراصوتی

دستگاه‌هایUSM موجودتوانیبین 40W تا 2/4Kw دارند و از قسمت‌هایی مانند سیستم تغذیه مبدل انرژی ابزار گیر ابزار و ساینده‌ها تشکیل شده‌اند.
یک ژنراتور موج سینوسی با توان یالا توان الکتریکی با بسامد پایین (60 Hz) را به توان الکتریکی با بسامد بالا (~20KHz)تبدیل می‌کند. این سیگنال الکتریکی با بسامد بالا به یک مولد انرژی فرستاده می‌شود که این مبدل سیگنال را به ارتعاشی با دامنه کم و بسامد بالا تبدیل می‌کند. به‌طور کلی مبدل انرژی الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی تبدیل می‌کند. دو نوع مبدل در USM مورد استفاده قرار می‌گیرد:نوع پیزوالکتریک ویا نوع تغییر طول در اثر میدان مغناطیسی. بلورها ی پیزو الکتریک (مانند کوارتز) به هنگام فشرده شدن جریان الکتریکی کمی تولید می‌کنند. همچنین زمانی که از یک بلور جریان الکتریکی گذرانده شود بلور منبسط شده و با برداشتن جریان بلور به اندازه اصلی خود بازمی‌گردد. این اثر باعنوان اثر پیزوالکتریک شناخته می‌شود این مبدل‌ها دارای توانی با ظرفیت 900W می‌باشد.
طول مبدل تغییر طول در اثر میدان مغناطیسی نیز به هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی قوی تغییر می‌کند. این مبدل‌ها از ورقه‌های نیکل یا آلیاژهای آن ساخته شده‌اند. راندمان تبدیل این مبدل ها(۳۵٪-۲۰٪) بسیار کمتر از راندمان تبدیل مبدل‌های پیزو الکتریک تا (۹۵٪) است؛ بنابراین خنک کردن آن‌ها برای از بین بردن حرارت تلف شده ضروری است. این نوع مبدل‌ها توانی با ظرفیت تا2/4KW دارند. بیشترین تغییر طول (یا دامنه ارتعاش) قابل حصول با این مبدل‌ها نیز۲۵µm می‌باشد.
ابزارگیر ابزار را نگه می‌دارد و به مبدل متصل می‌کند. ابزار گیر در واقع انرژی را منتقل کرده و در بعضی موارد دامنه ارتعاش را نیز تقویت می‌کند؛ بنابراین جنس ابزار باید خواص صوتی خوب و مقاومت به ترک خستگی بالایی داشته باشد. برای جلوگیری از جوشکاری فراصوتی بین مبدل و ابزارگیر باید اقدامات لازم انجام گیرد به عنوان مثال می‌توان آنها را توسط پیچها با انطباق آزاد به یکدیگر متصل نمود.
مواد استفاده شده برای ابزارگیر معمولاًاز جنس مونل تیتانیوم و فولادهای زنگ نزن می‌باشد. از مونل به دلیل دارا بودن خواص لحیم کاری و صوتی خوب معمولاًبرای کاربردهای با دامنه کم استفاده می‌شود در کاربردهای با دامنه زیاد جنس ابزارگیر باید استحکام خستگی خوبی داشته باشد. علاوه بر این ابزارگیر ممکن است به صورت تقویت‌کننده یا غیر تقویت‌کننده باشد. ابزارگیرهای غیر تقویت‌کننده دارای سطح مقطع گرد هستند و دامنه یکسانی را در دو انتهای ورودی و خروجی می‌دهند. ابزار گیرهای تقویت‌کننده حرکت ابزار راتا حدود۶ برابر افزایش داده که این مقدار افزایش با اعمال کشش و رها کردن ابزارگیر به دست می‌آید. این نوع ابزارگیرنرخ برداشت مادهای (MRR)در حدود۱۰ برابر بیشتر از ابزارگیر غیر تقویت‌کننده ایجاد می‌کند. ابزارگیرهای تقویت‌کننده گرانتر بوده نیاز به هزینه عملیاتی بیشتری داشته و نیز کیفیت سطح نامطلوب تری را ایجاد می‌کند
ابزارها معمولاًاز مواد نسبتاًشکل پذیر (مانند برنج- فولاد زنگ نزن- فولاد نرم و…) ساخته می‌شود. به‌طوری‌که نرخ سایش ابزار(TWR)را بتوان به حداقل رساند. نسبت TWR بهMRR بستگی به نوع ساینده جنس قطعه کار و جنس ابزار دارد. پرداخت سطح ابزار نیز مهم است. چون پرداخت سطح ابزار دست آمده روی قطعه کار اثر می‌گذارد. ابزار و ابزارگیر نباید دارای زدگی‌ها ی ماشینکاری و خراشیدگی باشند. تا در برابر شکست زود هنگام در اثر خستگی مصون بمانند. به منظور احتساب اضافه برش ابزارها باید متناسب طراحی شوند. لحیم نقرهٔ ابزار به ابزارگیر مشکل خستگی که در اتصال پیچی وجود دارد را کاهش می‌دهد.
معیارهای انتخاب دانه‌ها ی ساینده در USM باید سختی – اندازهٔ ذرات- عمر مفید و هزینه باشند. ذرات متداول مورد استفاده به ترتیب افزایش سختی عبارتند از :اکسید آلومینیوم– کاربید سیلیسیم – کاربیدبر- برای داشتن عمر مفید زیاد سختی ذرات باید بیشتر از سختی قطعه کار باشد. MRR و پرداخت سطح به دست آمده در USM نیز تابع اندازه ذرات هستند. دانه‌های درشت تر باعث MRR بالاتر و پرداخت سطح نامطلوب تر می‌شود. در حالیکه عکس آن با دانه‌های ریزتر صادق است. اندازهٔ سرند یاالک برای دانه‌هایی که معمولاًبکارمیروند از ۲۴۰ تا ۸۰۰ است. دو غاب ساینده شامل آب و ساینده‌ها به نسبت وزنی یک به یک است. با این وجود این نسبت می‌تواند بر حسب نوع عملیات تغییرکند به عنوان مثال مخلوط‌های رقیق‌تر (یا با غلظت کمتر) برای مته کاری سوراخ‌های عمیق یا ماشینکاری حفره‌های پیچیده به کار می‌روند تا جریان دو غاب ذخیره شده در مخزن به فاصله تشکیل شده توسط ابزار و قطعه کار پمپاژ می‌شود. در صورت بکارگیری دستگاه‌های پر قدرت ممکن است یک سیستم خنک‌کننده برای از بین بردن حرارت دو غاب ساینده لازم باشد.