Ultraljudsbearbetning och roterande ultraljudsbearbetning och ultraljudslagslipning

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC ISLAGSLIPNING, där material avlägsnas från en arbetsstyckesyta genom mikrospån och erosion med slipande partiklar med hjälp av ett vibrerande verktyg som oscillerar vid ultraljudsfrekvenser, med hjälp av en slipande slurry som flyter fritt mellan arbetsstycket och verktyget. Det skiljer sig från de flesta andra konventionella bearbetningsoperationer eftersom mycket lite värme produceras. Spetsen på ultraljudsbearbetningsverktyget kallas en "sonotrod" som vibrerar vid amplituder på 0,05 till 0,125 mm och frekvenser runt 20 kHz. Vibrationerna från spetsen överför höga hastigheter till fina slipkorn mellan verktyget och arbetsstyckets yta. Verktyget kommer aldrig i kontakt med arbetsstycket och därför är sliptrycket sällan mer än 2 pund. Denna arbetsprincip gör denna operation perfekt för bearbetning av extremt hårda och spröda material, såsom glas, safir, rubin, diamant och keramik. Slipkornen finns i en vattenslurry med en koncentration mellan 20 och 60 volymprocent. Uppslamningen fungerar också som bärare av skräpet bort från skär-/bearbetningsområdet. Vi använder som slipkorn mestadels borkarbid, aluminiumoxid och kiselkarbid med kornstorlekar från 100 för grovbearbetningsprocesser till 1000 för våra ytbearbetningsprocesser. Ultraljudsbearbetningstekniken (UM) är bäst lämpad för hårda och spröda material som keramik och glas, karbider, ädelstenar, härdat stål. Ytfinishen för ultraljudsbearbetning beror på arbetsstyckets/verktygets hårdhet och medeldiametern på de använda slipkornen. Verktygsspetsen är i allmänhet ett lågkolhaltigt stål, nickel och mjukt stål fäst vid en givare genom verktygshållaren. Ultraljudsbearbetningsprocessen utnyttjar metallens plastiska deformation för verktyget och arbetsstyckets sprödhet. Verktyget vibrerar och trycker ner den slipande slammet som innehåller korn tills kornen träffar det spröda arbetsstycket. Under denna operation bryts arbetsstycket ner medan verktyget böjs mycket lätt. Med hjälp av fina slipmedel kan vi uppnå dimensionstoleranser på 0,0125 mm och ännu bättre med ultraljudsbearbetning (UM). Bearbetningstiden beror på frekvensen med vilken verktyget vibrerar, kornstorleken och hårdheten samt slurryvätskans viskositet. Ju mindre trögflytande flytvätskan är, desto snabbare kan den föra bort använt slipmedel. Kornstorleken måste vara lika med eller större än arbetsstyckets hårdhet. Som ett exempel kan vi bearbeta flera inriktade hål 0,4 mm i diameter på en 1,2 mm bred glasremsa med ultraljudsbearbetning.

 

 

 

Låt oss gå lite in på fysiken i ultraljudsbearbetningsprocessen. Mikrochipslagning vid ultraljudsbearbetning är möjlig tack vare de höga spänningar som orsakas av partiklar som träffar den fasta ytan. Kontakttider mellan partiklar och ytor är mycket korta och i storleksordningen 10 till 100 mikrosekunder. Kontakttiden kan uttryckas som:

 

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

 

Här är r radien för den sfäriska partikeln, Co är den elastiska våghastigheten i arbetsstycket (Co = sqroot E/d) och v är hastigheten som partikeln träffar ytan med.

 

Kraften som en partikel utövar på ytan erhålls från hastigheten för förändring av momentum:

 

F = d(mv)/dt

 

Här är m kornmassan. Medelkraften hos partiklarna (kornen) som träffar och studsar från ytan är:

 

Favg = 2mv / till

 

Här till är kontakttiden. När siffror kopplas in i detta uttryck ser vi att även om delarna är mycket små, eftersom kontaktytan också är mycket liten, är krafterna och därmed påfrestningarna som utövas avsevärt höga för att orsaka mikrochips och erosion.

 

 

 

ROTARY ULTRASONIC MACHINING (RUM): Denna metod är en variant av ultraljudsbearbetning, där vi ersätter slipslammet med ett verktyg som har metallbundna diamantslipmedel som antingen har impregnerats eller elektropläterats på verktygsytan. Verktyget roteras och vibreras med ultraljud. Vi pressar arbetsstycket med konstant tryck mot det roterande och vibrerande verktyget. Den roterande ultraljudsbearbetningsprocessen ger oss möjligheter som att producera djupa hål i hårda material med höga materialavverkningshastigheter.

 

 

 

Eftersom vi använder ett antal konventionella och icke-konventionella tillverkningstekniker kan vi vara till hjälp för dig närhelst du har frågor om en viss produkt och det snabbaste och mest ekonomiska sättet att tillverka och tillverka den.