Jakie jest zastosowanie obróbki ultradźwiękowej

Niedawny rozwój nowoczesnych gałęzi przemysłu hi-tech doprowadził do powstania całej gamy nowych materiałów. Należą do nich stale i stopy o wysokiej wytrzymałości, nierdzewne i żaroodporne, tytan, ceramika, kompozyty i inne materiały niemetaliczne. Materiały te mogą nie nadawać się do tradycyjnych metod obróbki ze względu na odpryskiwanie lub pękanie warstwy wierzchniej, a nawet całego elementu, co skutkuje  słabą jakością produktu.

  

  Podobnie tworzenie nowych materiałów często uwydatnia pewne problemy nierozwiązywalne w ramach tradycyjnych technologii. W niektórych przypadkach problemy te wynikają z konstrukcji obiektu i stawianych mu wymagań. Przykładowo w mikroelektronice często konieczne jest łączenie niektórych elementów bez ich podgrzewania lub dodawania warstw pośrednich. Zabrania to stosowania tradycyjnych metod, takich jak lutowanie czy spawanie.

  

Wiele z tych i podobnych problemów można z powodzeniem rozwiązać stosując technologie ultradźwiękowe. Wiertarka ultradźwiękowa USD (Ultrasonic Drilling Machine) wykorzystuje nowatorski mechanizm napędowy do przekształcania ultradźwięków lub wibracji końcówki tuby w dźwiękowe uderzanie wiertła przez pośrednią wolną masę latającą.

 

WSTĘP:

  Użycie ultradźwiękowe do procesów obróbki materiałów twardych i kruchych znane jest od początku lat 50-tych XX wieku. Proces pracy maszyny ultradźwiękowej polega na poddaniu jej narzędzia kombinacji dwóch ruchów. Do ukształtowania w/p wymagany jest ruch napędowy. Wysoka częstotliwość

Następnie nakładane są wibracje (ultradźwiękowe) o określonym kierunku, częstotliwości i natężeniu. Maszyny ultradźwiękowe należą do ogólnej klasy maszyn wibracyjnych, ale tworzą specjalną grupę z następujących powodów.

 Pierwszy powód wynika ze specyfiki zachowania materiałów i mediów w polu ultradźwiękowym. Wśród tych osobliwości jest drastyczna zmiana właściwości sprężysto-plastycznych, które obejmują kruchość, plastyczność i lepkość. Drugi powód wynika ze specyfiki konstrukcji głównych części maszyny. Główne elementy są zwykle formowane przy użyciu systemów prętów wibracyjnych składających się z niejednorodnych sekcji i przy użyciu falowodów. Interakcja narzędzie-przedmiot obrabiany prowadzi do nieliniowości układu drgań w jego warunkach pracy. Próbowaliśmy rozważyć fizyczne podstawy procesów ultradźwiękowych, wśród których skupiamy się na obróbka ultradźwiękowa materiałów kruchych. Konstrukcja maszyny i jej elementów zależy w decydującym stopniu od procesu realizowanego przez narzędzie. Dlatego też należy zbadać optymalne parametry wymagane dla określonego zestawu operacji, aby uzyskać wymaganą jakość obróbki w dopuszczalnym czasie i zasobach.

ZASTOSOWANIA

 Obróbka ultradźwiękowa jest idealna do niektórych rodzajów materiałów i zastosowań. Kruche  materiały, zwłaszcza ceramika i szkło, są typowymi kandydatami do  obróbki ultradźwiękowej. Obróbka ultradźwiękowa umożliwia obróbkę skomplikowanych, bardzo szczegółowych  kształtów i może być obrabiana z bardzo wąskimi tolerancjami (rutynowo ± 0,01 mm) za pomocą  odpowiednio zaprojektowanych maszyn i generatorów. Złożone kształty geometryczne i kontury 3D  można stosunkowo łatwo obrabiać w kruchych materiałach. wiele otworów, a czasem setki, z  Można wiercić jednocześnie  dużą dokładnością w bardzo twardych materiałach.

Kanały i otwory wykonane metodą ultradźwiękową w płytce z polikrystalicznego krzemu. 

 Operacje wybijania materiałów takich jak szkło, ceramika itp.

 Gwintowanie poprzez odpowiednie obracanie i przesuwanie przedmiotu obrabianego/narzędzia.

 Obrotowy obróbka ultradźwiękowa wykorzystuje narzędzie o powierzchni ściernej, które jest  jednocześnie obracane i wibrowane. Połączenie obrotowego i wibracyjnego działania narzędzia  sprawia, że ​​obrotowa obróbka ultradźwiękowa jest idealna do wiercenia otworów i wykonywania ultradźwiękowego  frezowania profili w ceramice i kruchych materiałach konstrukcyjnych, które są trudne do  obróbki tradycyjnymi procesami.

 Obróbkę ultradźwiękową można stosować do formowania i naprawiania elektrod grafitowych do  obróbki elektroerozyjnej. Szczególnie nadaje się do formowania i poprawiania  skomplikowanych kształtów i szczegółowych konfiguracji wymagających ostrych narożników wewnętrznych i  doskonałego wykończenia powierzchni.

 Jest szczególnie przydatny przy mikrowierceniu otworów o średnicy do 0,1 mm.