Ultrasonic Machining & Rotary Ultrasonic Machining & Ultrasonic Impact Grinding

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC IMPACT GRINDING, wou d'Material vun enger Werkstéckfläch duerch Mikrochippen an Erosioun mat abrasive Partikelen ofgeschaaft gëtt mat engem Schwéngungsinstrument, deen op Ultraschallfrequenzen oszilléiert, gehollef vun enger abrasive Schlamm déi fräi tëscht dem Werkstück an dem Tool fléisst. Et ënnerscheet sech vun de meeschten anere konventionelle Veraarbechtungsoperatiounen well ganz wéineg Hëtzt produzéiert gëtt. Den Tipp vum Ultraschallmachining-Tool gëtt eng "Sonotrode" genannt, déi bei Amplituden vun 0,05 bis 0,125 mm a Frequenzen ëm 20 kHz vibréiert. D'Vibrationen vum Tipp iwwerdroen héich Geschwindegkeete fir fein Schleifkären tëscht dem Tool an der Uewerfläch vum Werkstéck. D'Tool kontaktéiert ni d'Werkstéck an dofir ass de Schleifdrock selten méi wéi 2 Pond. Dës Operatiounsprinzip mécht dës Operatioun perfekt fir d'Maschinn extrem haart a brécheg Materialien, wéi Glas, Saphir, Rubin, Diamanten a Keramik. D'abrasive Käre sinn an engem Waasser slurry lokaliséiert mat enger Konzentratioun tëscht 20 an 60% vum Volume. De Schlamm wierkt och als Träger vum Schutt ewech vun der Ausschneiden / Bearbechtungsregioun. Mir benotzen als abrasiv Käre meeschtens Borkarbid, Aluminiumoxid a Siliziumkarbid mat Kärgréissten, rangéiert vun 100 fir Raufprozesser bis 1000 fir eis Veraarbechtungsprozesser. D'Ultraschallmachining (UM) Technik ass am Beschten gëeegent fir haart a brécheg Materialien wéi Keramik a Glas, Karbiden, Edelsteier, gehärte Stol. D'Uewerflächefinanz vun der Ultraschallbearbeitung hänkt vun der Härtheet vum Werkstéck / Tool an dem Duerchschnëttsduerchmiesser vun de benotzte abrasive Kären of. Den Tool Tipp ass allgemeng e Kuelestoff Stahl, Néckel a mëll Stahlen, déi un engem Transducer duerch den Toolholder verbonne sinn. Den Ultraschallveraarbechtungsprozess benotzt d'plastesch Verformung vum Metall fir d'Instrument an d'Brëtzlechkeet vum Werkstéck. D'Tool vibréiert a dréckt op d'Abrasiv-Schlämmung, déi Kären enthält, bis d'Käre op dat brécheg Werkstéck beaflossen. Wärend dëser Operatioun gëtt d'Werkstéck gebrach, während d'Tool ganz liicht béit. Mat feine Schleifmëttel kënne mir Dimensiounstoleranzen vun 0,0125 mm erreechen an nach besser mat Ultraschallmachining (UM). D'Bearbeitungszäit hänkt vun der Frequenz of, op där d'Tool vibréiert, der Korngréisst an der Häertheet, an der Viskositéit vun der Schlammflëssegkeet. Wat manner viskos d'Schläimflëssegkeet ass, dest méi séier kann et benotzt Schleifmëttel ewechhuelen. D'Graingréisst muss d'selwecht oder méi grouss sinn wéi d'Härheet vum Werkstéck. Als Beispill kënne mir verschidde ausgeriicht Lächer 0,4 mm Duerchmiesser op engem 1,2 mm breet Glasstreifen mat Ultraschallmachining maachen.

 

 

 

Loosst eis e bëssen an d'Physik vum Ultraschallveraarbechtungsprozess kommen. Mikrochippen an der Ultraschallmachinatioun ass méiglech dank den héije Spannungen, déi vu Partikelen op déi zolidd Uewerfläch produzéiert ginn. Kontaktzäiten tëscht Partikelen a Flächen si ganz kuerz an an der Reiefolleg vun 10 bis 100 Mikrosekonnen. D'Kontaktzäit kann ausgedréckt ginn wéi:

 

zu = 5r/Co x (Co/v) exp 1/5

 

Hei ass r de Radius vum kugelfërmege Partikel, Co ass d'elastesch Wellevitesse am Werkstéck (Co = sqroot E/d) a v ass d'Geschwindegkeet mat där de Partikel op d'Uewerfläch trefft.

 

D'Kraaft, déi e Partikel op der Uewerfläch ausübt, gëtt aus der Geschwindegkeet vun der Verännerung vum Dynamik kritt:

 

F = d(mv)/dt

 

Hei m ass d'Kärmass. D'Duerchschnëttskraaft vun de Partikelen (Kären) déi vun der Uewerfläch schloen an zréckkommen ass:

 

Favg = 2mv/to

 

Hei ass d'Kontaktzäit. Wann d'Zuelen an dësen Ausdrock gesteckt sinn, gesi mir datt och wann d'Deeler ganz kleng sinn, well d'Kontaktfläch och ganz kleng ass, d'Kräften an domat d'Spannungen déi ausgeübt sinn wesentlech héich fir Mikrochippen an Erosioun ze verursaachen.

 

 

 

ROTARY ULTRASONIC MACHINING (RUM): Dës Method ass eng Variatioun vun der Ultraschallmachining, wou mir d'Abrasiv Schläimhait ersetzen mat engem Tool dat metallgebonnen Diamantschleifer huet, déi entweder imprägnéiert oder elektroplatéiert sinn op der Tool Uewerfläch. D'Tool gëtt rotéiert an ultraschall vibréiert. Mir drécken d'Werkstéck mat konstantem Drock géint d'rotéierend a vibréierend Tool. De rotativen Ultraschallmachiningprozess gëtt eis Fäegkeeten wéi d'Produktioun vun déif Lächer an haarde Materialien bei héijen Materialentfernungsraten.

 

 

 

Well mir eng Rei vu konventionellen an net-konventionelle Fabrikatiounstechniken ofsetzen, kënne mir Iech hëllefen wann Dir Froen iwwer e bestëmmte Produkt hutt an déi schnellsten an ekonomeschste Manéier fir et ze fabrizéieren & ze fabrizéieren.