Anvendelsen af ​​ultralyd i industriområdet

1. Introduktion

   Ultralydsbearbejdning bruger ultralydsvibrationsværktøjer til at drive slibeophænget mellem emnet og værktøjet, støde og polere den forarbejdede del af emnet, så det lokale materiale ætses til pulver. Til perforering, skæring, slibning osv., og en metode til at samle emnerne ved ultralydsvibration. Ultralydsbearbejdningsteknologi er en af ​​de særlige bearbejdningsteknologier, og kan ofte anvendes på svært bearbejdelige materialer, som er svære at færdiggøre i traditionel bearbejdning. Ultralydsbehandlingsteknologi såsom ultralydsfjernelsesbehandling, ultralydsoverfladebehandling, ultralydssvejsebehandling og ultralydsbehandling.

 Ultralyd og dens egenskaber 

Udbredelsen af ​​vibrationer i et elastisk medium kaldes fluktuation, kaldet bølge. Den fysiske essens af flygtighed er processen med energioverførsel.

Hørbare lydbølger: lydbølger med en frekvens mellem 16 og 160000 Hz.

Infralydbølger: Lydbølger med en frekvens under 16 Hz.

Ultralyd: Lydbølger med en frekvens højere end 16000 Hz.

Ultralydsbølger: Lydbølger med en frekvens højere end 1010 Hz.

2, de grundlæggende egenskaber ved ultralyd

(1) Ultralydsbølger har ligesom lydbølger forskellige udbredelseshastigheder, når de udbredes i forskellige elastiske medier såsom gasser, væsker og faste stoffer.

(2) Ultralydsenergi overfører en meget stærk energi, som udøver tryk (lydtryk) på forhindringer i dens udbredelsesretning. Ultralydsbølger er langsgående bølger, hvis vibrationsenergi kan måles ved energitæthed, og dens energitæthed kan nå mere end 100W/cm2.

(3) Når ultralydsbølgen forplanter sig i det flydende medium, kan den generere stærk påvirkning og kavitation ved grænsefladen og styrke behandlingen.

(4) Ultralydsbølger vil producere refleksion, interferens og resonansfænomener, og overlejring af bølger vil forekomme, hvorved der opnås større behandlingsenergi.

tre. Principper og karakteristika for ultralydsbearbejdning

1. Det grundlæggende princip for ultralydsbearbejdning

Ultralydsbearbejdning bruger ultralydsbølger som kraften til at skubbe slibemidlet til at påvirke overfladen af ​​emnet med en meget høj hastighed. Arbejdsemnets materiale ødelægges og falder af under påvirkning af slibemidlet.

A. Ultralydsgeneratoren omdanner vekselstrømmen til en elektrisk ultralydsoscillation;

B. Transduceren konverterer elektriske svingninger til mekaniske vibrationer;

C. Hornet forstærker amplituden til 0,05-0,1 mm, og drivværktøjet vibreres med ultralyd.

D. Værktøjet skubber slibemidlet til stød med høj hastighed, kast emnet, knus emnets overflademateriale og fjern det;

E. Hydrauliske stødbølger og kavitation genereret af arbejdsvæsken fremskynder revneudbredelsen og ødelæggelsen af ​​overfladematerialet.

F. Ultralydsbehandling er det kombinerede resultat af mekanisk stød, polering og kavitation. Påvirkningen spiller en stor rolle.

2, karakteristika af ultralydsbehandling

(1) Velegnet til behandling af forskellige hårde og sprøde materialer, især ikke-ledende ikke-metalliske materialer såsom glas, keramik, kvarts, ædelsten, diamanter og lignende.

(2) Værktøjer kan laves af blødere materialer til mere komplekse former.

(3) Den relative bevægelse af værktøjet og emnet er enkel, hvilket gør maskinstrukturen enkel.

(4) Skærekraften er lille, skærevarmen er lille, deformation og forbrænding er ikke forårsaget, og forarbejdningspræcisionen og overfladekvaliteten er også god.

fire. Ultralydsbehandlingsudstyr

     Ultralydsbehandlingsudstyr kaldes også ultralydsbehandlingsudstyr. Selvom ultralydsbehandlingsudstyr af forskellige effektstørrelser og forskellige virksomheder er forskellige i strukturel form, er deres komponenter dybest set de samme.

    Ultralydsbehandlingsenheden består generelt af en ultralydsgenerator, et ultralydsvibrationssystem (akustisk komponent), et værktøjsmaskinelegeme og et slibende arbejdsvæskecirkulationssystem.

     Ultralydsbehandlingsenhed

  1, ultralydsgenerator

Funktion: Transform strømfrekvensen AC til en ultralydsfrekvensoscillation med en bestemt effekt.

2. Akustiske komponenter (transducere, horn og booster.)

Funktion: Konvertering af højfrekvent elektrisk energiudgang fra ultralydsgeneratoren til mekanisk vibrationsenergi og ultralydsbehandling af værktøjets endeflade med høj frekvens og lille amplitude gennem hornet.

Femere. Anvendelse til behandling af ultralydsteknologi

A. Selvom produktiviteten af ​​ultralydsbearbejdning er lavere end for EDM og elektrolytisk bearbejdning, er bearbejdningsnøjagtigheden og overfladekvaliteten dem overlegen.

B. Endnu vigtigere er det muligt at behandle halvledere og ikke-metalliske hårde og sprøde materialer, som er svære at bearbejde, såsom glas, keramik, kvarts, silicium, agat, ædelstene, diamanter og lignende.

C. For nogle hærdede stål, hårde legeringsmatricer, trådtræksmatricer, plastforme osv. efter EDM, anvendes ultralydspolering og efterbehandling ofte for yderligere at reducere overfladens ruhed.

1, type (hulrum) hul behandling

 Ultralyd bruges i øjeblikket hovedsageligt til bearbejdning af runde huller, huller, hulrum, rede, mikroporer osv. af sprøde og hårde materialer.

2, skæring forarbejdning

Ultralydsbehandling af sprøde hårde materialer som keramik, kvarts, silicium, ædelsten osv., som er vanskelige at skære ved almindelige forarbejdningsmetoder, har fordelene ved tynd sektion, smal spalte, høj præcision, høj produktivitet og god økonomi.

3, ultralydsrensning

Princip: Baseret på resultatet af kavitationseffekten af ​​rengøringsopløsningen under påvirkning af ultralydsbølger. Den stærke slagvæske, der genereres af kavitationseffekten, virker direkte på den del, der skal rengøres, hvilket medfører, at snavset ødelægges og falder af overfladen, der skal renses.

Anvendelse: Det bruges hovedsageligt til små og mellemstore præcisionsdele med kompleks geometri, høj rengøringskvalitet og dårlig rengøringseffekt ved andre metoder, især dybe små huller, mikrohuller, buede huller, blinde huller, riller, smalle slidser osv. på emnet. Fin rengøring, høj produktivitet og oprensningshastighed.

   Bruges i øjeblikket til rensning af halvledere og integrerede kredsløbskomponenter, instrumenteringsdele, elektriske vakuumenheder, optiske komponenter, medicinske anordninger mv.

4, ultralydssvejsning

Princip: Ultralydsvibration bruges til at fjerne oxidfilmen på overfladen af ​​emnet, så emnet blotlægges på kroppens overflade, således at overfladerne på de to emner friktionsopvarmes under påvirkning af højhastighedsvibrationer og affinitetsbundet sammen.

Anvendelse: Den bruges til at svejse nylon-, plast- og aluminiumsprodukter med let at danne oxidfilm på overfladen. Den kan også bruges til at hænge tin og sølv på ikke-metalliske overflader såsom keramik for at forbedre loddeevnen af ​​disse materialer. Svejsning af sjældne metaller, der generelt er svære at svejse. Såsom titanium, molybdæn osv.

5, sammensat behandling

Ultralydsbearbejdning af hårde metalmaterialer såsom hårde legeringer og varmebestandige legeringer har lav bearbejdningshastighed og stort værktøjstab. For at forbedre bearbejdningshastigheden og reducere værktøjstab, anvendes ultralydsinjektion, elektrolytisk bearbejdning eller EDM til at behandle injektorerne. Huller eller slidser på spindedysen kan i høj grad øge produktiviteten og kvaliteten.

6, ikke-destruktiv testning

Ultralyds retningsbestemt emission, refleksion og gennemtrængning af de fleste materialeegenskaber til ikke-destruktiv testning inden for rækkevidde, kontrol, overvågning og materialemåling.