㈠ 什麼是超聲波超聲波加工的原理是什麼有何特點適合於加工什麼材料
頻率超過20kHz的聲波叫超聲波。超聲波利用剛性物體諧振的原理,可以使物體局部發生激烈振動而導致內應力被破壞,可以進行切割、打孔、拋光等作業。和傳統作業相比,高效、高精度是它的特點。一般是用於硬而脆、而且韌度較差的材料加工。如陶瓷、玻璃、水晶、玉石等。
㈡ 為什麼超聲波加工技術特別適合加工硬脆材料
超聲振動加工技術通過金剛石工具對硬脆材料的高頻撞擊及旋轉磨削的共同作用將材料去除。它是超聲加工與金剛石磨削的一種復合加工方式,因為脆性材料在受到撞擊後會產生裂紋,增加磨削加工的去除效果,因此其非常適合脆性材料的加工。
㈢ 超聲波加工可加工什麼樣的金屬表面
超聲波加工(ultrasonic machining),起源於20世紀50年代初期,是指給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動進行振動加工的方法。超聲加工系統,由超聲波發生器、換能器、變幅桿、振動傳遞系統、工具、工藝裝置等構成。在難加工材料和精密加工中,功率超聲加工技術具有普通加工無法比擬的工藝效果,具有廣泛的應用范圍。由於功率超聲加工技術具有許多優點,與其他加工技術相比較,常常能大幅度提高加工速度、提高加工質量和完成一般加工方法難以完成的加工工作。因此,在工業、農業、國防和醫葯衛生、環境保護等部門得到越來越廣泛的應用。
超聲加工的基本原理
超聲加工時,高頻電源聯接超聲換能器,由此將電振盪轉換為同一頻率、垂直於工件表面的超聲機械振動,其根幅僅0.005~0.01mm,再經變幅桿放大至0.05~0.1mm,以驅動工具端面作超聲振動。此時,磨料懸浮液(磨料、水或煤油等贓工具的超聲振動和一定壓力下,高速不停地沖擊懸浮液中的磨粒,並作用於加工區,使該處材料變形,直至擊碎成微粒和粉末。同時,由於磨料懸浮液的不斷攪動,促使磨料高速拋磨工件表面,又由於超聲振動產生的空化現象,在工件表面形成液體空腔,促使混合液滲入工件材料的縫隙里,而空腔的瞬時閉合產生強烈的液壓沖擊,強化了機械拋磨工件材料的作用,並有利於加工區磨料懸浮液的均勻攪拌和加工產物的排除。隨著磨料懸浮液不斷地循環。磨粒的不斷更新。加工產物的不斷排除,實現了超聲加工的目的。總之,超聲加工是磨料懸浮液中的磨粒,在超聲振動下的沖擊、拋磨和空化現象綜合切蝕作用的結果。其中,以磨粒不斷沖擊為主。由此可見,脆硬的材料,受沖擊作用愈容易被破壞,故尤其適於超聲加工。
由超聲波發生器產生的高頻電振盪(頻率一般為16~25千赫,焊接頻率可更高)施加於超聲換能器上(見圖),將高頻電振盪轉換成超聲頻振動。超聲振動通過變幅桿放大振幅(雙振幅為20~80微米),並驅動以一定靜壓力壓在工件表面上的工具產生相應頻率的振動。工具端部通過磨料不斷地捶擊工件,使加工區的工件材料粉碎成很細的微粒,為循環的磨料懸浮液帶走,工具便逐漸進入到工件中,加工出與工具相應的形狀。
特點:
①不受材料是否導電的限制。
②工具對工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件。
③被加工材料的脆性越大越容易加工;材料越硬或強度、韌性越大則越難加工。
④由於工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應比被加工材料的硬度高,而工具的硬度可以低於工件材料。
⑤可以與其他多種加工方法結合應用,如超聲振動切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。 超聲加工主要用於各種硬脆材料,如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。超聲打孔的孔徑范圍是0.1~90毫米,加工深度可達100毫米以上,孔的尺寸精度可達0.02~0.05毫米。表面粗糙度在採用 W40碳化硼磨料加工玻璃時可達Rα1.25~0.63微米,加工硬質合金時可達Rα0.63~0.32微米。
⑥切削力大及溫度幅度降低,工件壽命大幅度提高。
⑦大大節省能源,簡化機床結構。
⑧提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性。
㈣ 超聲波模具什麼材料製作
常用的超聲波模具材料有鋁合金、模具鋼、鈦合金,不同材料製作成的超聲波模具適合不同的場合,分別具有不同的優點:
1.鋁合金超聲波模具:
優點:質量輕,密度小;超聲波傳遞率高,適合模具的大型化;硬度不高,模具上可以實現較復雜紋路的雕刻,加工成本相對低廉。而其缺點則是耐磨度不高,易磨損。
因此,鋁合金超聲波模具適用於縫合、焊接等非連續性高強度摩擦作業、對超聲波發波強度較高、模具表面需雕刻等情形(如超聲波塑焊機、口罩定型機、超聲波襇棉機等設備)時,適用於鋁合金超聲波模具。
2.鋼模:
優點:高硬度,耐磨度高,模具使用時間最強,穩定性高。缺點是超聲波傳遞率相對較低,聲阻抗較大,為了保證超聲波傳遞效果,不適宜於模具的大型化,圓模的話,單位直徑一般不能超過11.5cm。
鋼模是比較適用於各種滾切、沖切、分條、剪切等應用設備上,如口罩本體機、超聲波布料分條機、超聲波沖花機等許多設備均使用鋼模。
3.鈦合金超聲波模具:
優點是硬度高,耐磨性好,散熱快,質量較輕,密度小,在同功率超聲波發波時候,同體積模具超聲波傳遞率要高於鋼模。 可以說鈦模集成了鋼模和鋁模的許多優點,
其缺點是造價較高,鈦模,價格要遠高於同規格的鋁模和鋼模(目前,鈦基才的價格就超過500元/公斤)。
因此,鈦合金超聲波模具適用於有更高超聲波傳遞率,較大工作面,同時,還需要較好耐磨強度的工作場合。
綜上比較,使用何種材料的超聲波模具,取決於超聲波設備的使用場合和用途,客戶可根據不同的情況作出選擇。
㈤ 超聲波加工石墨用什麼磨料最快
採用從中空工具內部向外抽吸式向內壓人磨料懸浮液的超聲加工方式,可以大幅度地提高了生產效率
㈥ 超聲波加工與超聲波旋轉加工有何不同
超聲加工是指工具端面高頻振動,帶動磨粒懸浮液中磨粒高頻撞擊工件材料達到去除工件材料,成形工件的加工方法。而旋轉超聲加工是在主軸上施加超聲振動,磨粒磨料分散在刀具上代替超聲加工的料漿系統,是超聲加工的改進版本,RUM克服了USM材料去除率低、孔加工精度低等缺點,是一種成本效益好、加工表面質量高和加工精度高的加工方法。
㈦ 什麼是超聲波加工
1基本原理
頻率超過16000Hz的聲波就稱為超聲波,超聲波加工是利用工具作超聲頻振動,通過磨粒撞擊和拋磨工件,從而使工件成型的一種加工方法。如圖2-58所示,加工時,工具以一定的壓力作用在工件上,加工區送入磨粒液,高頻振動的工具端面捶擊工件表面上的磨粒,通過磨粒將加工區的材料粉碎。磨粒液的循環流動,帶走被粉碎下來的材料微粒,並使磨粒不斷更新。工具逐漸深入材料中,工具形狀便復現在工件上。
圖2-59超聲波加工應用舉例
㈧ 超聲波切割原理是什麼
通過超聲波的作用使磨輪刀片在半徑方向上產生瞬間的伸縮式振動,就能在極短的時間內,使磨粒與加工物之間在高加速度狀態下反復進行碰撞。其結果是一邊使加工物表面產生微小的破碎層,一邊對其進行加工,因此能大幅度地降低磨輪刀片的加工負荷。另外,由於超聲波的振動,致使磨輪刀片與加工物之間產生間隙,從而大大改善了磨粒的冷卻效果,並且通過防止磨粒鈍化及氣孔堵塞等現象的發生,就能夠提高加工物的加工質量,並延長磨輪刀片的使用壽命。
㈨ 超聲波加工的機理是什麼
在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在我國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度.這就是超聲波加濕器的原理.咽喉炎.氣管炎等疾病,呼喚斤年時斤百 很難血流到達患病的部位.利用加濕器的原理,把葯液霧化,讓病人吸入,能夠提高療效.利用超聲波巨大的能量還可以使人體內的結石做劇烈的受迫振動而破碎,從而減緩病痛,達到治癒的目的。
㈩ 超聲波加工工作原理是什麼
頻率超過16000Hz的聲波稱為超聲波,超聲波加工是利用工具做超聲頻振動,通過磨粒撞擊和拋磨工件,從而使工件成形的一種加工方法。如圖5-46所示,加工時,工具以一定的壓力作用在工件上,加工區送入磨粒液,高頻振動的工具端面捶擊工件表面上的磨粒,通過磨粒將加工區的材料粉碎。磨粒液的循環流動,帶走被粉碎下來的材料微粒,並使磨粒不斷更新。工具逐漸深入到材料中,工具形狀便復現在工件上。
圖5-46超聲波加工原理圖