Polski
|
| Częstotliwość: | |
|---|---|
| Amplituda wibracji (a): | |
| Przekroczenie szczeliny: | |
| Ilość: | |
M20-R
Rps-sonic
M20-R
Wstęp
Obróbka ultradźwiękowa jest nietradycyjnym procesem obróbki mechanicznej. Służy do obróbki materiałów twardych i kruchych (zarówno przewodzących, jak i nieprzewodzących) o twardości zwykle większej niż 40 HRC. Proces ten został opracowany w latach pięćdziesiątych XX wieku i pierwotnie był stosowany do wykańczania powierzchni EDM. W obróbce ultradźwiękowej narzędzie o pożądanym kształcie wibruje z częstotliwością ultradźwiękową (19 do 25 kHz) z amplitudą 15-50 mikronów nad obrabianym przedmiotem. Zwykle narzędzie jest dociskane z siłą posuwu F. Pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym strefa obróbki jest zalewana twardymi cząstkami ściernymi, zazwyczaj w postaci zawiesiny na bazie wody. Gdy narzędzie wibruje nad obrabianym przedmiotem, cząstki ścierne działają jak wgłębnik i wciskają zarówno materiał obrabiany, jak i narzędzie. Cząsteczki ścierne w miarę wcinania się materiału obrabianego usuwają go zarówno z narzędzia, jak i przedmiotu obrabianego. W obróbce ultradźwiękowej usuwanie materiału następuje w wyniku inicjacji pęknięć, propagacji i kruchego pękania materiału. USM służy do obróbki twardych i kruchych materiałów, które są słabymi przewodnikami prądu i dlatego nie mogą być przetwarzane za pomocą obróbki elektrochemicznej (ECM) ani obróbki elektroerozyjnej (EDM). Narzędzie w USM wibruje z dużą częstotliwością na powierzchni roboczej pośród przepływającej zawiesiny. Głównym powodem stosowania częstotliwości ultradźwiękowej jest zapewnienie lepszej wydajności. Słyszalne częstotliwości o wymaganym natężeniu byłyby słyszalne jako dźwięk niezwykle głośny i powodowałyby zmęczenie, a nawet trwałe uszkodzenie aparatu słuchowego.
W procesie UM sygnał elektryczny o niskiej częstotliwości jest doprowadzany do przetwornika, który przekształca energię elektryczną w wibracje mechaniczne o wysokiej częstotliwości (~20 kHz) (patrz rysunek 2). Ta energia mechaniczna jest przekazywana do zespołu tuby i narzędzia, powodując jednokierunkowe wibracje narzędzia z częstotliwością ultradźwiękową i znaną amplitudą. Standardowa amplituda wibracji jest zwykle mniejsza niż 0,002 cala. Poziom mocy w tym procesie mieści się w zakresie od 50 do 3000 watów. Na narzędzie wywierany jest nacisk w postaci obciążenia statycznego.
Pomiędzy narzędziem a obrabianym przedmiotem przepływa stały strumień zawiesiny ściernej. Powszechnie stosowane materiały ścierne obejmują diament, węglik boru, węglik krzemu i tlenek glinu, a ziarna ścierne są zawieszone w wodzie lub odpowiednim roztworze chemicznym. Oprócz dostarczania ziarna ściernego do strefy cięcia, zawiesina służy do spłukiwania zanieczyszczeń. Narzędzie wibracyjne w połączeniu z zawiesiną ścierną równomiernie ściera materiał, pozostawiając precyzyjny odwrócony obraz kształtu narzędzia.
Obróbka ultradźwiękowa to proces obróbki luźnego ścierniwa, który wymaga bardzo małej siły przyłożonej do ziarna ściernego, co prowadzi do zmniejszonych wymagań materiałowych i minimalnego lub żadnego uszkodzenia powierzchni. Usuwanie materiału w procesie UM można podzielić na trzy mechanizmy: ścieranie mechaniczne poprzez bezpośrednie wbijanie cząstek ściernych w obrabiany przedmiot (główne), mikroodpryski w wyniku uderzenia swobodnie poruszających się ścierniw (drobne) oraz erozja wywołana kawitacją i działanie chemiczne (drobne). 2
Szybkość usuwania materiału oraz chropowatość powierzchni obrobionej zależą od właściwości materiału i parametrów procesu, w tym od rodzaju i wielkości zastosowanego ziarna ściernego oraz amplitudy drgań, a także porowatości, twardości i udarności materiału. Ogólnie rzecz biorąc, szybkość usuwania materiału będzie niższa w przypadku materiałów o dużej twardości materiału (H) i odporności na pękanie (KIC).
Parametry obróbki ultradźwiękowej:
Metoda obróbki wibracyjnej ultradźwiękowej jest wydajną techniką cięcia materiałów trudnoobrabialnych. Stwierdzono, że te ważne parametry wpływają na mechanizm USM.
Amplituda oscylacji narzędzia (a0)
Częstotliwość oscylacji narzędzia (f)
Materiał narzędzia
Rodzaj ścierniwa
Wielkość ziarna lub wielkość ziarna ścierniwa – d0
Siła posuwu - F
Powierzchnia styku narzędzia – A
Stężenie objętościowe ścierniwa w zawiesinie wodnej – C
Stosunek twardości przedmiotu obrabianego do twardości narzędzia; λ=σw/σt
| Przedmiot | Parametr |
| Ścierny | Węglik boru, tlenek glinu i węglik krzemu |
| Rozmiar ziarna (d0) | 100 – 800 |
| Częstotliwość wibracji (f) | 19 – 25 kHz |
| Amplituda wibracji (a) | 15 - 50 µm |
| Materiał narzędzia | Miękka stal ze stopu tytanu |
| Współczynnik zużycia | Wolfram 1,5:1 i szkło 100:1 |
| Nadcięcie szczeliny | 0,02-0,1 mm |
Cechy:
Prosta instalacja
Popraw integralność powierzchni obrabianego materiału w celu prawdziwego cięcia na zimno
Zmniejsz opory skrawania podczas obróbki narzędzia i zmniejsz naprężenia szczątkowe na powierzchni obrabianego materiału
Obróbkę obrabiarkową o dużej prędkości można wykorzystać do poprawy wydajności obróbki w zastosowaniach maszynowych o niskiej prędkości
Dostosowane JT, BT, HSK, chwyt prosty i inne specyfikacje zgodnie z wrzecionem obrabiarki użytkownika
Nadaje się do materiałów twardych i kruchych, takich jak: szkło, lampy ceramiczne są materiałami trudniejszymi w obróbce.
