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M20-R
Rps-sonico
M20-R
Introduzione
La lavorazione ad ultrasuoni è un processo di lavorazione non tradizionale di tipo meccanico. Viene impiegato per lavorare materiali duri e fragili (sia materiali elettricamente conduttivi che non conduttivi) aventi durezza solitamente superiore a 40 HRC. Il processo è stato sviluppato per la prima volta negli anni '50 ed era originariamente utilizzato per la finitura delle superfici per elettroerosione. Nella lavorazione ad ultrasuoni, l'utensile della forma desiderata vibra alla frequenza ultrasonica (da 19 a 25 kHz) con un'ampiezza di 15-50 micron sul pezzo da lavorare. Generalmente l'utensile viene premuto con una forza di avanzamento F. Tra l'utensile e il pezzo, la zona di lavorazione è inondata di particelle abrasive dure, generalmente sotto forma di impasto a base d'acqua. Quando l'utensile vibra sul pezzo da lavorare, le particelle abrasive agiscono come penetratore e intaccano sia il materiale da lavorare che l'utensile. Le particelle abrasive, quando si incastrano, il materiale da lavorare rimuoverebbero il materiale sia dall'utensile che dal pezzo da lavorare. Nella lavorazione ad ultrasuoni la rimozione del materiale è dovuta all'innesco, alla propagazione e alla frattura fragile del materiale. L'USM viene utilizzato per la lavorazione di materiali duri e fragili, che sono cattivi conduttori di elettricità e quindi non possono essere lavorati mediante lavorazione elettrochimica (ECM) o elettroerosione (EDM). L'utensile nell'USM è fatto vibrare ad alta frequenza sulla superficie di lavoro in mezzo al liquame che scorre. Il motivo principale per cui si utilizza la frequenza ultrasonica è fornire prestazioni migliori. Le frequenze udibili delle intensità richieste verrebbero udite come suoni estremamente forti e causerebbero affaticamento e persino danni permanenti all'apparato uditivo.
Nel processo UM, un segnale elettrico a bassa frequenza viene applicato a un trasduttore, che converte l'energia elettrica in vibrazione meccanica ad alta frequenza (~20 KHz) (vedere Figura 2). Questa energia meccanica viene trasmessa al gruppo corno-utensile e provoca una vibrazione unidirezionale dell'utensile alla frequenza ultrasonica con un'ampiezza nota. L'ampiezza standard della vibrazione è in genere inferiore a 0,002 pollici. Il livello di potenza per questo processo è compreso tra 50 e 3000 watt. La pressione viene applicata all'utensile sotto forma di carico statico.
Un flusso costante di impasto abrasivo passa tra l'utensile e il pezzo in lavorazione. Gli abrasivi comunemente usati includono diamante, carburo di boro, carburo di silicio e allumina, e i grani abrasivi sono sospesi in acqua o in una soluzione chimica adatta. Oltre a fornire granulo abrasivo alla zona di taglio, il liquame viene utilizzato per eliminare i detriti. L'utensile vibrante, combinato con l'impasto abrasivo, abrade il materiale in modo uniforme, lasciando un'immagine rovesciata precisa della forma dell'utensile.
La lavorazione ad ultrasuoni è un processo di lavorazione di abrasivi sciolti che richiede una forza molto bassa applicata alla grana abrasiva, il che comporta una riduzione del fabbisogno di materiale e un danno minimo o nullo alla superficie. La rimozione del materiale durante il processo UM può essere classificata in tre meccanismi: abrasione meccanica mediante il martellamento diretto delle particelle abrasive nel pezzo in lavorazione (maggiore), microscheggiatura attraverso l'impatto degli abrasivi in movimento libero (minore) ed erosione indotta dalla cavitazione ed effetto chimico (minore). 2
I tassi di rimozione del materiale e la rugosità superficiale generata sulla superficie lavorata dipendono dalle proprietà del materiale e dai parametri di processo, inclusi il tipo e la dimensione del grano abrasivo utilizzato e l'ampiezza delle vibrazioni, nonché la porosità, la durezza e la tenacità del materiale. In generale, il tasso di rimozione del materiale sarà inferiore per materiali con elevata durezza (H) e resistenza alla frattura (KIC).
Parametri della lavorazione ad ultrasuoni:
Il metodo di lavorazione con vibrazione ad ultrasuoni è una tecnica di taglio efficiente per materiali difficili da lavorare. Si è riscontrato che il meccanismo USM è influenzato da questi importanti parametri.
Ampiezza dell'oscillazione dell'utensile(a0)
Frequenza di oscillazione dell'utensile(f)
Materiale dell'utensile
Tipo di abrasivo
Granulometria o dimensione della grana degli abrasivi – d0
Forza di avanzamento - F
Area di contatto dell'utensile – A
Concentrazione volumetrica dell'abrasivo nell'impasto liquido – C
Rapporto tra durezza del pezzo e durezza dell'utensile; λ=σw/σt
| Articolo | Parametro |
| Abrasivo | Carburo di boro, ossido di alluminio e carburo di silicio |
| Granulometria (d0) | 100 – 800 |
| Frequenza di vibrazione (f) | 19 – 25 kHz |
| Ampiezza della vibrazione (a） | 15 - 50 µm |
| Materiale dello strumento | Lega di titanio d'acciaio morbida |
| Rapporto di usura | Tungsteno 1,5:1 e vetro 100:1 |
| Taglio eccessivo dello spazio | 0,02-0,1 mm |
Caratteristiche:
Installazione semplice
Migliora l'integrità della superficie del materiale in lavorazione per un vero taglio a freddo
Ridurre la resistenza al taglio durante la lavorazione dell'utensile e ridurre lo stress residuo sulla superficie del materiale lavorato
La lavorazione delle macchine utensili ad alta velocità può essere utilizzata per migliorare l'efficienza della lavorazione nelle applicazioni delle macchine a bassa velocità
JT, BT, HSK, codolo cilindrico e altre specifiche personalizzate in base al mandrino della macchina utensile dell'utente
Adatto per materiali duri e fragili, come: vetro, lampade in ceramica sono materiali più difficili da lavorare.
