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Aufrufe: 45 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 11.09.2019 Herkunft: Website
Unter Verbundbearbeitung versteht man die Kombination von zwei oder mehr verschiedenen Energiearten gleichzeitig am Bearbeitungsort zur Bearbeitung der Werkstückmaterialien. Handelt es sich bei einer der Bearbeitungsmethoden um die Ultraschallbearbeitung, spricht man von der Ultraschall-Verbundbearbeitung. Derzeit werden Ultraschall-EDM und elektrochemische Ultraschallbearbeitung am häufigsten eingesetzt.
1. Ultraschall-EDM-Verbundbearbeitung
Dabei werden Elektrode und Werkstück an Gleichspannung (Pulsspannung) angeschlossen, mit einem bestimmten Mikrodruck kontaktiert und dazwischen das isolierende Arbeitsmedium (z. B. absolutes Ethanol) mit mikroabrasiven Partikeln eingebracht. Die Werkzeugelektrode wird durch Ultraschallfrequenz in Schwingungen versetzt, wodurch eine gepulste Funkenentladung erzeugt wird. Zwischen der Elektrode und dem Werkstück besteht ein Mindestspalt △min, der etwa dem Durchmesser eines einzelnen Schleifkorns entspricht. Aufgrund der Rolle des Mindestabstands kann eine Kurzschlussentladung wirksam vermieden werden. Wenn der Spalt zwischen der Elektrode und dem Werkstück kleiner als Delta △max ist, entsteht Mikro-EDM. Im Spalt der Funkenentladung können Ultraschallkavitation und -pumpen Elektrolyt effektiv und rechtzeitig entfernen, die Zirkulation der Arbeitsflüssigkeit beschleunigen und den Zustand der Spaltentladung verbessern, um so eine Lichtbogenentladung wirksam zu vermeiden, das effektive Impulsverhältnis zu verbessern, die Verarbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität zu verbessern. Dieses Verfahren eignet sich zur Mikrostrukturbearbeitung harter und zäher Metallwerkstoffe. Bei Verwendung einer Hochfrequenz-Impulsstromversorgung nimmt die Entladungsfrequenz ab und die Wirkung von Ultraschall ist offensichtlicher, was der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität förderlicher ist, aber die Effizienz abnimmt.
2. Ultraschall-Elektrolyse-Verbundbearbeitung
Ultraschallelektrolyse kombiniert mit Mikrofabrikationsprinzip. Durch die Mikrostromelektrolyse kann bei niedriger Spannung (1–5 V) ein Passivierungselektrolyt mit niedriger Konzentration (z. B. 5 %ige wässrige NaNO3-Lösung) erzeugt werden, ein elektrolytischer Passivierungsfilm mit sehr geringer Dicke und viel geringerer Festigkeit auf der Werkstückoberfläche, der eine Elektrolyse mit niedriger Stromdichte verhindern kann. Eine Art
Nach der Einführung von Ultraschallfrequenzvibrationen und Impulsströmen können das Aufprallschaben, die hochfrequente Vibrationsschockwelle und die Unterdruckkavitation von Schleifpartikeln den passiven Film wirksam beseitigen, elektrolytische Produkte im Spaltbereich rechtzeitig beseitigen, die Elektrolyse verbessern und verstärken und den Verarbeitungsprozess nachhaltig gestalten.
1. Bearbeitung tiefer kleiner Löcher
Wie wir alle wissen, ist das Bearbeitungsloch bei gleichen Anforderungen und Bearbeitungsbedingungen wesentlich komplexer als die Bearbeitungsachse. Im Allgemeinen ist die Länge des Lochbearbeitungswerkzeugs immer größer als der Durchmesser des Lochs, das unter Einwirkung der Schnittkraft zu Verformungen neigt und somit die Bearbeitungsqualität und -effizienz beeinträchtigt. Besonders beim Tieflochbohren von schwer zerspanbaren Materialien wird es viele Probleme geben. Beispielsweise ist es für Schneidflüssigkeit schwierig, in die Schneidzone einzudringen, was zu einer hohen Schneidtemperatur führt. Die Schneidkante verschleißt schnell, was zu Spanansammlungstumoren führt, was die Spanentfernung erschwert, die Schnittkraft erhöht usw. Dadurch werden die Bearbeitungseffizienz und -genauigkeit verringert, der Oberflächenrauheitswert erhöht und die Werkzeuglebensdauer verkürzt. Die Ultraschallverarbeitung kann die oben genannten Probleme effektiv lösen.
Ein neues 4-Achsen-Erodiergerät, das Ultraschall und Erodiermaschine kombiniert, wurde entwickelt, indem Ultraschallvibrationen in die Präzisionserosion von Tieflöchern aus Ti-Legierung eingeführt wurden. Die Wirkung von Ultraschallvibrationen auf den EDM-Prozess wurde untersucht. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das Gerät tiefe Löcher mit einem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis von <0,2 mm und <15 auf einer Ti-Legierung bearbeiten kann.
2. Schleifen und Polieren von Ziehstein und Hohlraumstein
Die Ultraschallpoliertechnologie für Ziehsteine aus polykristallinem Diamant ist im In- und Ausland weit verbreitet, und es sind neue Methoden und Geräte zum Ultraschallpolieren entstanden. Das Beijing Institute of Electrical Machining (BEM) hat die Methode des EDM-Ultraschall-Verbundpolierens für superharte Werkzeugmaterialien vorgeschlagen, die durch die Kombination von Ultraschall-Frequenzsignalmodulation, Hochfrequenz-EDM-Pulsstromversorgung und Ultraschallbearbeitung zum Schleifen und Polieren von Ziehsteinen aus polykristallinem Diamant gekennzeichnet ist. Die Technologie wurde patentiert und in der Produktion eingesetzt.
3. Ultraschallbearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien
Harte und spröde Metall- und Nichtmetallmaterialien werden immer häufiger verwendet, insbesondere Keramiken, die die Vorteile hoher Härte, Verschleißfestigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit, guter chemischer Stabilität, Nichtoxidations- und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Aufgrund der extrem hohen Härte und Sprödigkeit schwer zu bearbeitender Materialien wie technischer Keramik ist die Umformung, insbesondere die Bearbeitung von Formlöchern, sehr schwierig, was die Anwendung und Förderung erheblich behindert. Eine Art
Allerdings verbessert die Einführung von Ultraschallschwingungen beim Läppen von gewöhnlichem polykristallinem Diamant (PKD) die Läppeffizienz erheblich. Basierend auf der Analyse der Mikrostruktur und des Abtragungsmechanismus von PCD-Materialien wird die PCD-Ultraschall-Vibrationsläppmaschine entwickelt.
