Česky
|
| Frekvence: | |
|---|---|
| Amplituda vibrací (a）: | |
| Překročení mezery : | |
| Množství: | |
M20-R
Rps-sonic
M20-R
Zavedení
Ultrazvukové obrábění je netradiční obráběcí proces mechanického typu. Používá se k obrábění tvrdých a křehkých materiálů (elektricky vodivých i nevodivých materiálů) s tvrdostí obvykle vyšší než 40 HRC. Tento proces byl poprvé vyvinut v 50. letech 20. století a původně se používal pro konečnou úpravu povrchů EDM. Při ultrazvukovém obrábění nástroj požadovaného tvaru vibruje při ultrazvukové frekvenci (19 až 25 kHz.) s amplitudou 15-50 mikronů nad obrobkem. Obecně je nástroj přitlačován silou posuvu F. Mezi nástrojem a obrobkem je oblast obrábění zaplavena tvrdými abrazivními částicemi, obvykle ve formě suspenze na vodní bázi. Když nástroj vibruje nad obrobkem, abrazivní částice působí jako vtlačovač a vtlačují obrobek i materiál nástroje. Abrazivní částice, jak se vtlačují, by pracovní materiál odstranil materiál jak z nástroje, tak z obrobku. Při ultrazvukovém obrábění je úběr materiálu způsoben iniciací trhlin, šířením a křehkým lomem materiálu. USM se používá pro obrábění tvrdých a křehkých materiálů, které jsou špatnými vodiči elektrického proudu, a proto je nelze zpracovat elektrochemickým obráběním (ECM) nebo elektrovýbojovým obráběním (EDM). Nástroj v USM je vyroben tak, aby vibroval s vysokou frekvencí na pracovním povrchu uprostřed tekoucí kaše. Hlavním důvodem pro použití ultrazvukové frekvence je poskytnout lepší výkon. Slyšitelné frekvence požadovaných intenzit by byly slyšet jako extrémně hlasitý zvuk a způsobily by únavu až trvalé poškození sluchového aparátu.
V procesu UM se nízkofrekvenční elektrický signál přivádí na převodník, který převádí elektrickou energii na vysokofrekvenční (~20 kHz) mechanické vibrace (viz obrázek 2). Tato mechanická energie se přenáší na trubku a sestavu nástroje a vede k jednosměrné vibraci nástroje při ultrazvukové frekvenci se známou amplitudou. Standardní amplituda vibrací je typicky menší než 0,002 palce. Úroveň výkonu pro tento proces je v rozsahu 50 až 3000 wattů. Na nástroj je vyvíjen tlak ve formě statického zatížení.
Mezi nástrojem a obrobkem prochází konstantní proud abrazivní suspenze. Běžně používaná brusiva zahrnují diamant, karbid boru, karbid křemíku a oxid hlinitý a brusná zrna jsou suspendována ve vodě nebo vhodném chemickém roztoku. Kromě poskytování abrazivního zrna do řezné zóny se kaše používá k odplavování nečistot. Vibrační nástroj v kombinaci s brusnou kaší rovnoměrně obrušuje materiál a zanechává přesný obrácený obraz tvaru nástroje.
Ultrazvukové obrábění je volný abrazivní proces obrábění, který vyžaduje velmi malou sílu působící na brusné zrno, což vede ke snížení požadavků na materiál a minimálnímu až žádnému poškození povrchu. Úběr materiálu během procesu UM lze rozdělit do tří mechanismů: mechanické obrušování přímým zatloukáním abrazivních částic do obrobku (hlavní), mikroštípání působením volně se pohybujících abraziv (menší) a kavitací vyvolaná eroze a chemický účinek (menší). 2
Rychlosti úběru materiálu a drsnosti povrchu generovaného na obrobeném povrchu závisí na vlastnostech materiálu a procesních parametrech, včetně typu a velikosti použitého brusného zrna a amplitudy vibrací, jakož i poréznosti materiálu, tvrdosti a houževnatosti. Obecně bude rychlost úběru materiálu nižší u materiálů s vysokou tvrdostí materiálu (H) a lomovou houževnatostí (KIC).
Parametry ultrazvukového obrábění:
Metoda ultrazvukového vibračního obrábění je efektivní řezací technika pro těžkoobrobitelné materiály. Bylo zjištěno, že mechanismus USM je ovlivněn těmito důležitými parametry.
Amplituda kmitání nástroje (a0)
Frekvence kmitání nástroje (f)
Materiál nástroje
Druh brusiva
Zrnitost nebo zrnitost brusiva – d0
Síla posuvu - F
Kontaktní plocha nástroje – A
Objemová koncentrace abraziva ve vodní kaši – C
Poměr tvrdosti obrobku k tvrdosti nástroje; λ=σw/σt
| Položka | Parametr |
| Abrazivní | Karbid boru, oxid hlinitý a karbid křemíku |
| Velikost zrna (d0) | 100–800 |
| Frekvence vibrací (f) | 19 – 25 kHz |
| Amplituda vibrací (a) | 15 - 50 um |
| Materiál nástroje | Měkká ocel slitina titanu |
| Poměr opotřebení | Wolfram 1,5:1 a sklo 100:1 |
| Přeříznutá mezera | 0,02-0,1 mm |
Vlastnosti:
Jednoduchá instalace
Zlepšete integritu povrchu zpracovávaného materiálu pro skutečné řezání za studena
Snížit řezný odpor při obrábění nástroje a snížit zbytkové napětí na povrchu obráběného materiálu
Vysokorychlostní obráběcí stroje lze použít ke zlepšení efektivity obrábění v nízkorychlostních strojních aplikacích
Přizpůsobené JT, BT, HSK, rovná stopka a další specifikace podle vřetena obráběcího stroje uživatele
Vhodné pro tvrdé a křehké materiály, jako jsou: sklo, keramické lampy jsou obtížněji zpracovatelné materiály.
