ماشینکاری التراسونیک و ماشینکاری التراسونیک چرخشی و سنگزنی ضربه اولتراسونیک

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC سنگ زنی ضربه ای، که در آن مواد با ریزتراشه و فرسایش با ذرات ساینده با استفاده از یک ابزار ارتعاشی که در فرکانس های اولتراسونیک نوسان می کند، به کمک یک دوغاب ساینده که آزادانه بین قطعه کار و ابزار جریان دارد، از سطح قطعه کار جدا می شود. با اکثر عملیات ماشینکاری معمولی دیگر متفاوت است زیرا حرارت بسیار کمی تولید می شود. نوک ابزار ماشینکاری اولتراسونیک "sonotrode" نامیده می شود که در دامنه های 0.05 تا 0.125 میلی متر و فرکانس هایی در حدود 20 کیلوهرتز می لرزد. ارتعاشات نوک، سرعت های بالایی را به دانه های ساینده ریز بین ابزار و سطح قطعه کار منتقل می کند. ابزار هرگز با قطعه کار تماس نمی گیرد و بنابراین فشار سنگ زنی به ندرت بیش از 2 پوند است. این اصل کار این عملیات را برای ماشینکاری مواد بسیار سخت و شکننده مانند شیشه، یاقوت کبود، یاقوت، الماس و سرامیک عالی می کند. دانه های ساینده در یک دوغاب آب با غلظت بین 20 تا 60 درصد حجمی قرار دارند. دوغاب همچنین به عنوان حامل زباله ها از منطقه برش / ماشینکاری عمل می کند. ما به عنوان دانه های ساینده عمدتاً از کاربید بور، اکسید آلومینیوم و کاربید سیلیکون با اندازه دانه ها از 100 برای فرآیندهای خشن تا 1000 برای فرآیندهای تکمیل استفاده می کنیم. تکنیک ماشینکاری اولتراسونیک (UM) برای مواد سخت و شکننده مانند سرامیک و شیشه، کاربیدها، سنگ‌های قیمتی، فولادهای سخت‌شده مناسب‌تر است. پرداخت سطحی ماشینکاری اولتراسونیک به سختی قطعه کار/ابزار و متوسط قطر دانه های ساینده استفاده شده بستگی دارد. نوک ابزار به طور کلی فولاد کم کربن، نیکل و فولادهای نرم است که از طریق نگهدارنده ابزار به مبدل متصل می شود. فرآیند ماشینکاری اولتراسونیک از تغییر شکل پلاستیک فلز برای ابزار و شکنندگی قطعه کار استفاده می کند. ابزار لرزش دارد و دوغاب ساینده حاوی دانه ها را به سمت پایین فشار می دهد تا زمانی که دانه ها بر قطعه کار شکننده اثر بگذارند. در طی این عملیات، قطعه کار شکسته می شود در حالی که ابزار بسیار کمی خم می شود. با استفاده از ساینده های ریز، می توانیم تحمل ابعادی 0.0125 میلی متر و حتی بهتر از آن را با ماشینکاری اولتراسونیک (UM) بدست آوریم. زمان ماشینکاری به فرکانس ارتعاش ابزار، اندازه دانه و سختی و ویسکوزیته سیال دوغاب بستگی دارد. هر چه سیال دوغاب چسبناک کمتری داشته باشد، سریعتر می تواند ساینده استفاده شده را از بین ببرد. اندازه دانه باید برابر یا بیشتر از سختی قطعه کار باشد. به عنوان مثال، می‌توانیم چندین سوراخ تراز به قطر 0.4 میلی‌متر روی نوار شیشه‌ای با عرض 1.2 میلی‌متر با ماشین‌کاری اولتراسونیک ماشینکاری کنیم.

 

 

 

اجازه دهید کمی به فیزیک فرآیند ماشینکاری اولتراسونیک بپردازیم. ریزتراشه در ماشینکاری اولتراسونیک به لطف تنش های زیاد تولید شده توسط ذرات برخورد با سطح جامد امکان پذیر است. زمان تماس بین ذرات و سطوح بسیار کوتاه و در حد 10 تا 100 میکروثانیه است. زمان تماس را می توان به صورت زیر بیان کرد:

 

به = 5r/Co x (Co/v) منقضی 1/5

 

در اینجا r شعاع ذره کروی است، Co سرعت موج الاستیک در قطعه کار (Co = sqroot E/d) و v سرعتی است که ذره با آن به سطح برخورد می کند.

 

نیرویی که یک ذره بر سطح وارد می کند از سرعت تغییر تکانه به دست می آید:

 

F = d(mv)/dt

 

در اینجا m جرم دانه است. میانگین نیروی برخورد ذرات (دانه ها) و برگشت آنها از سطح عبارت است از:

 

Favg = 2mv / به

 

اینجا تا زمان تماس است. وقتی اعداد به این عبارت متصل می‌شوند، می‌بینیم که اگرچه قطعات بسیار کوچک هستند، از آنجایی که سطح تماس نیز بسیار کوچک است، نیروها و در نتیجه تنش‌های اعمال‌شده به طور قابل‌توجهی بالا هستند تا باعث ریزتراشه و فرسایش شوند.

 

 

 

ماشینکاری اولتراسونیک روتاری (RUM): این روش نوعی ماشینکاری اولتراسونیک است که در آن دوغاب ساینده را با ابزاری جایگزین می کنیم که دارای ساینده های الماسی متصل به فلز است که روی سطح ابزار آغشته یا آبکاری شده اند. ابزار چرخانده شده و به صورت اولتراسونیک ارتعاش می یابد. قطعه کار را با فشار ثابت در برابر ابزار چرخان و لرزان فشار می دهیم. فرآیند ماشینکاری اولتراسونیک چرخشی به ما توانایی هایی مانند ایجاد سوراخ های عمیق در مواد سخت با سرعت حذف مواد بالا می دهد.

 

 

 

از آنجایی که ما تعدادی از تکنیک‌های تولید متعارف و غیر متعارف را به کار می‌گیریم، هر زمان که در مورد محصول خاصی و سریع‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین روش ساخت و ساخت آن سؤالی دارید، می‌توانیم به شما کمک کنیم.