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超声波加工设备

分类:公司新闻   更新时间:2024-01-22  点击次数:369

超声波加工(USM=Ultrasonic Machining)设备主要由超声波发生器、超声换能器、变幅杆、加工工具、浆料系统和工件台等组成。

超声波发生器负责产生15-30KHz的高频电流。

超声换能器的作用是将高频电流转变为机械振动,一般采用压电效应或者磁致伸缩法来完成。

变幅杆的作用是将来自换能器的超声振幅由0.005-0.01mm放大至0.01-0.1mm,以便进行超声波加工。变幅杆之所以能放大振幅,是由于通过其任一截面的振动能量是不变的(传播损耗不计),截面小的地方能量密度大,振动振幅也就越大。在进行大功率的超声加工及精密加工时,往往将变幅杆与工具设计制成一个整体。在进行小功率的超声加工及加工精度不高时,则将变幅杆与工具设计制成可拆卸式。

工具材料应有高的抗磨损性,坚韧且具有延展性,好的弹性和高的疲劳强度,常用的工具材料为低碳钢和不锈钢、硬质合金、蒙乃尔铜2镍合金等。

浆料由悬浮在水或化学溶液中的磨料颗粒组成。磨料浆通常由磨粒和水按一定比例如20-30%混合制成,在压力下流动。尽管也使用苯、甘油和油等其他液体,但水是常用的流体。

磨料包括金刚石、氧化铝、碳化硼和碳化硅。

碳化硼是其中好、高效的,但价格也贵,适合切割碳化钨、工具钢和宝石。碳化硅用于玻璃、锗和大多数陶瓷加工,使用碳化硅的切削时间比使用碳化硼的切削时间长约20-40%。氧化铝是用于加工玻璃和陶瓷的软磨料,成本效益也优。而钻石粉仅用于切割钻石和红宝石。

磨料的尺寸在200粒度到2000粒度之间变化。粗的材质适合粗加工,而较细的材质(例如1000粒度)则适用于精加工。新鲜的磨料切割效果更好,因此需要定期更换浆料。

磨料颗粒的正确选择取决于待加工材料的类型、材料的硬度和金属去除率以及所需的表面光洁度。

工件越硬,磨料就需要越硬。这是因为超声波加工过程中接触工件的是磨粒,而不是工具。当工具振动时,它将颗粒锤击到工件中,磨损工件,留下工具形状的反转图像。

超声波振动有助于保持磨料颗粒悬浮在浆料中,防止它们沉降并允许更一致的材料去除。浆料还有助于冷却工件和工具,这对于防止热损坏很重要。

工件台,工件台负责放置和固定工件,并可带动工件移动,实现在不同位置加工。


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