Prelucrare cu ultrasunete și prelucrare cu ultrasunete rotative și șlefuire cu impact cu ultrasunete

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC ȘLEFIRE LA IMPACT, în care materialul este îndepărtat de pe suprafața piesei de prelucrat prin microcipare și eroziune cu particule abrazive folosind o unealtă vibrantă care oscilează la frecvențe ultrasonice, ajutată de o suspensie abrazivă care curge liber între piesa de prelucrat și unealtă. Diferă de majoritatea celorlalte operațiuni convenționale de prelucrare deoarece se produce foarte puțină căldură. Vârful sculei de prelucrare cu ultrasunete se numește „sonotrod” care vibrează la amplitudini de 0,05 până la 0,125 mm și frecvențe în jur de 20 kHz. Vibrațiile vârfului transmit viteze mari granulelor abrazive fine dintre sculă și suprafața piesei de prelucrat. Unealta nu intră niciodată în contact cu piesa de prelucrat și, prin urmare, presiunea de șlefuire este rareori mai mare de 2 livre. Acest principiu de funcționare face ca această operație să fie perfectă pentru prelucrarea materialelor extrem de dure și casante, cum ar fi sticla, safirul, rubinul, diamantul și ceramica. Granulele abrazive sunt localizate într-o suspensie de apă cu o concentrație între 20 și 60% în volum. Suspensia acționează și ca purtător al resturilor departe de regiunea de tăiere/prelucrare. Utilizăm ca granule abrazive în principal carbură de bor, oxid de aluminiu și carbură de siliciu, cu dimensiuni ale granulelor care variază de la 100 pentru procesele de degroșare la 1000 pentru procesele noastre de finisare. Tehnica de prelucrare cu ultrasunete (UM) este cea mai potrivită pentru materialele dure și casante precum ceramica și sticla, carburi, pietre prețioase, oțeluri călite. Finisajul suprafeței prelucrării cu ultrasunete depinde de duritatea piesei/uneltei și de diametrul mediu al granulelor abrazive utilizate. Vârful sculei este, în general, un oțel cu conținut scăzut de carbon, nichel și oțeluri moi, atașat la un traductor prin suportul de scule. Procesul de prelucrare cu ultrasunete utilizează deformarea plastică a metalului pentru sculă și fragilitatea piesei de prelucrat. Unealta vibrează și împinge în jos nămolul abraziv care conține boabe până când boabele lovesc piesa fragilă. În timpul acestei operații, piesa de prelucrat este defectată în timp ce unealta se îndoaie foarte ușor. Folosind abrazivi fini, putem obține toleranțe dimensionale de 0,0125 mm și chiar mai bune cu prelucrarea cu ultrasunete (UM). Timpul de prelucrare depinde de frecvența la care scula vibrează, de dimensiunea și duritatea granulelor și de vâscozitatea fluidului de suspensie. Cu cât lichidul de suspensie este mai puțin vâscos, cu atât poate elimina mai repede abrazivul folosit. Dimensiunea granulației trebuie să fie egală sau mai mare decât duritatea piesei de prelucrat. Ca exemplu, putem prelucra mai multe găuri aliniate cu diametrul de 0,4 mm pe o bandă de sticlă de 1,2 mm lățime cu prelucrare cu ultrasunete.

 

 

 

Să intrăm puțin în fizica procesului de prelucrare cu ultrasunete. Microciparea în prelucrarea cu ultrasunete este posibilă datorită solicitărilor mari produse de particulele care lovesc suprafața solidă. Timpii de contact dintre particule și suprafețe sunt foarte scurti și de ordinul 10 până la 100 de microsecunde. Timpul de contact poate fi exprimat astfel:

 

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

 

Aici r este raza particulei sferice, Co este viteza undei elastice în piesa de prelucrat (Co = rădăcină pătrată E/d) și v este viteza cu care particula lovește suprafața.

 

Forța pe care o exercită o particulă asupra suprafeței se obține din viteza de schimbare a impulsului:

 

F = d(mv)/dt

 

Aici m este masa cerealelor. Forța medie a particulelor (granulele) care se lovesc și revin de la suprafață este:

 

Favg = 2mv/to

 

Aici este timpul de contact. Când numerele sunt introduse în această expresie, vedem că, deși piesele sunt foarte mici, deoarece zona de contact este, de asemenea, foarte mică, forțele și, prin urmare, tensiunile exercitate sunt semnificativ mari pentru a provoca microcipuri și eroziune.

 

 

 

PRELUCRARE ROTARY ULTRASONIC (ROM): Această metodă este o variație a prelucrării cu ultrasunete, în care înlocuim nămolul abraziv cu o unealtă care are abrazive diamantate lipite cu metal, care au fost fie impregnate, fie galvanizate pe suprafața sculei. Instrumentul este rotit și vibrat cu ultrasunete. Presăm piesa de prelucrat la presiune constantă împotriva instrumentului rotativ și vibrant. Procesul de prelucrare cu ultrasunete rotative ne oferă capabilități precum producerea de găuri adânci în materiale dure la rate mari de îndepărtare a materialului.

 

 

 

Deoarece implementăm o serie de tehnici de fabricație convenționale și neconvenționale, vă putem fi de ajutor ori de câte ori aveți întrebări despre un anumit produs și despre cel mai rapid și mai economic mod de a-l fabrica și fabrica.