Ultrazvočna obdelava & rotacijska ultrazvočna obdelava & ultrazvočno udarno brušenje

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC UDARNO BRUŠENJE, pri katerem se material odstrani s površine obdelovanca z drobljenjem in erozijo z abrazivnimi delci z uporabo vibrirajočega orodja, ki niha na ultrazvočnih frekvencah, ob pomoči abrazivne gošče, ki prosto teče med obdelovancem in orodjem. Od večine drugih običajnih postopkov obdelave se razlikuje po tem, da se proizvede zelo malo toplote. Konica ultrazvočnega obdelovalnega orodja se imenuje "sonotroda", ki vibrira z amplitudami od 0,05 do 0,125 mm in frekvencami okoli 20 kHz. Vibracije konice prenašajo visoke hitrosti na fina abrazivna zrna med orodjem in površino obdelovanca. Orodje nikoli ne pride v stik z obdelovancem, zato je brusilni tlak redko večji od 2 funtov. Zaradi tega delovnega principa je ta postopek popoln za obdelavo izjemno trdih in krhkih materialov, kot so steklo, safir, rubin, diamant in keramika. Abrazivna zrna se nahajajo v vodni brozgi s koncentracijo med 20 in 60 volumskimi %. Gnojnica deluje tudi kot nosilec odpadkov stran od območja rezanja/obdelovanja. Kot abrazivna zrna večinoma uporabljamo borov karbid, aluminijev oksid in silicijev karbid z velikostjo zrn od 100 za grobe postopke do 1000 za naše končne postopke. Tehnika ultrazvočne obdelave (UM) je najbolj primerna za trde in krhke materiale, kot so keramika in steklo, karbidi, dragi kamni, kaljena jekla. Končna obdelava površine pri ultrazvočni obdelavi je odvisna od trdote obdelovanca/orodja in povprečnega premera uporabljenih abrazivnih zrn. Konica orodja je na splošno iz jekla z nizko vsebnostjo ogljika, niklja in mehkega jekla, pritrjenega na pretvornik skozi držalo orodja. Postopek ultrazvočne obdelave izkorišča plastično deformacijo kovine za orodje in krhkost obdelovanca. Orodje vibrira in potiska navzdol abrazivno goščo, ki vsebuje zrna, dokler zrna ne zadenejo krhkega obdelovanca. Med tem postopkom se obdelovanec zlomi, orodje pa se zelo rahlo upogne. Z uporabo finih abrazivov lahko dosežemo dimenzijske tolerance 0,0125 mm, še bolje pa z ultrazvočno obdelavo (UM). Čas obdelave je odvisen od frekvence, pri kateri orodje vibrira, velikosti zrn in trdote ter viskoznosti tekočine za gnojevko. Manj kot je viskozna tekočina, hitreje lahko odnese uporabljeni abraziv. Velikost zrn mora biti enaka ali večja od trdote obdelovanca. Kot primer lahko obdelamo več poravnanih lukenj premera 0,4 mm na 1,2 mm širokem steklenem traku z ultrazvočno obdelavo.

 

 

 

Poglobimo se malo v fiziko ultrazvočnega obdelovalnega procesa. Mikročičenje pri ultrazvočni obdelavi je možno zaradi visokih napetosti, ki jih povzročijo delci, ki zadenejo trdno površino. Kontaktni časi med delci in površinami so zelo kratki in znašajo od 10 do 100 mikrosekund. Kontaktni čas se lahko izrazi kot:

 

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

 

Tukaj je r polmer sferičnega delca, Co je hitrost elastičnega valovanja v obdelovancu (Co = sqroot E/d) in v je hitrost, s katero delec zadene površino.

 

Silo, s katero deluje delec na površino, dobimo iz hitrosti spremembe gibalne količine:

 

F = d(mv)/dt

 

Tukaj je m masa zrn. Povprečna sila udarca delcev (zrn) in odbijanja od površine je:

 

Favg = 2mv/to

 

Tukaj je kontaktni čas. Ko v ta izraz vključimo številke, vidimo, da čeprav so deli zelo majhni, saj je tudi kontaktna površina zelo majhna, so sile in s tem nastale napetosti precej visoke, da povzročijo drobljenje in erozijo.

 

 

 

ROTACIJSKA ULTRAZVOČNA OBDELAVA (RUM): Ta metoda je različica ultrazvočne obdelave, kjer abrazivno goščo nadomestimo z orodjem, ki ima na kovino vezane diamantne abrazive, ki so bodisi impregnirani ali galvanizirani na površini orodja. Orodje se vrti in ultrazvočno vibrira. Obdelovanec s stalnim pritiskom pritiskamo na vrteče se in vibrirajoče orodje. Rotacijski ultrazvočni obdelovalni proces nam daje zmogljivosti, kot je izdelava globokih lukenj v trdih materialih pri visokih stopnjah odstranjevanja materiala.

 

 

 

Ker uporabljamo številne konvencionalne in nekonvencionalne proizvodne tehnike, smo vam lahko v pomoč, kadar koli imate vprašanja o določenem izdelku ter o najhitrejšem in najbolj ekonomičnem načinu izdelave in izdelave.