Complaint
Метод ультразвуковой вибрационной обработки является эффективным методом резки сложных томомашинных материалов. Обнаружено, что на механизм USM влияют эти важные параметры.
Амплитуда колебаний инструмента(a0)
Частота колебаний инструмента(f)
Материал инструмента
Тип абразивного материала
Размер зерна или размер зерна абразивных материалов - d0
Усилие подачи - F
Контактная область инструмента - A
Объемная концентрация абразива в водяном шламе - C
Отношение твердости заготовки к твердости инструмента; λ=σw/σt
| Пункт | Параметр |
| Абразивный | Карбид борна, оксид алюминия и карбид кремния |
| Размер зерна(d0) | 100 - 800 |
| Частота вибрации (f) | 19 - 25 кГц |
| Амплитуда вибрации (A) | 15 - 50 мкм |
| Материал инструмента | Сплав из мягкой стали и титана |
| Коэффициент износа | Вольфрам 1.5:1 и стекло 100:1 |
| Зазор перереза | 0.02-0.1 мм |
В отличие от этого ультразвуковая обработка представляет собой нетермический, нехимический и неэлектрический процесс обработки, который оставляет химический состав, микроструктуру материала и физические свойства заготовки неизменными. Иногда называется ультразвуковым ударным шлифованием (UIG) или вибрационным резанием, процесс UM может использоваться для создания широкого спектра сложных функций в современных материалах.
UM — это процесс механического удаления материала, который может использоваться для обработки как проводящих, так и неметаллических материалов с твердостью более 40 HRC (твердость по шкале C по шкале Роквелла). Процесс UM может использоваться для обработки прецизионных микроэлементов, круглых и нечетных отверстий, глухих полостей и функций OD/ID. Можно просверлить несколько элементов одновременно, что часто значительно сокращает общее время обработки .
Высокочастотная низкоамплитудная энергия передается на инструмент в сборе. Между инструментом и заготовкой проходит постоянный поток абразивной шлам. Вибрирующий инструмент в сочетании с абразивным шлам равномерно истирается с материалом, оставляя точное изображение формы инструмента в обратном направлении. Инструмент не соприкасается с материалом; только абразивные зерна соприкасаются с заготовкой.
В процессе ЕСОС на датчик подается низкочастотный электрический сигнал, который преобразует электрическую энергию в высокочастотную (~20 кГц) механическую вибрацию (см. рис. 2). Эта механическая энергия передается на рупор и инструмент в сборе и приводит к однонаправленной вибрации инструмента на ультразвуковой частоте с известной амплитудой. Стандартная амплитуда вибрации обычно меньше 0.002 дюйма. Уровень мощности для этого процесса находится в диапазоне от 50 до 3000 Вт. Давление подается на инструмент в виде статической нагрузки.
Между инструментом и заготовкой проходит постоянный поток абразивной шлам. Обычно используются абразивные материалы: Алмаз, карбид бора, карбид кремния и глинозем, а абразивные зерна подвешены в воде или подходящем химическом растворе. Помимо подачи абразивного зерна в зону резания, шлам используется для удаления мусора. Вибрирующий инструмент в сочетании с абразивным шлам равномерно истирается, оставляя точное изображение формы инструмента в обратном порядке.
Ультразвуковая обработка представляет собой процесс рыхлой абразивной обработки, требующий очень низкого усилия, приложенного к абразивному зерну, что приводит к снижению требований к материалу и минимальным повреждениям поверхности. Удаление материала в процессе UM можно разделить на три механизма: механическое абразивное истирание путем прямого удара абразивных частиц в заготовку (основное), микростружки в результате воздействия свободно движущихся абразивных материалов (незначительный), а также кавитационная эрозия и химический эффект (незначительный).2
Скорость удаления материала и шероховатость поверхности, создаваемой на обработанной поверхности, зависят от свойств материала и параметров процесса, включая тип и размер используемого абразивного зерна и амплитуду вибрации, а также пористость материала, твердость и прочность. В целом скорость съема материала будет ниже для материалов с высокой твердостью материала (H) и прочностью на разрыв (KIC).
