首頁(yè) 資訊超聲波加工（USM）——主要零件、工作原理、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)

超聲波加工（USM）——主要零件、工作原理、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月07日 11:22

超聲波加工 (USM) 也稱為超聲波振動(dòng)加工，是在磨粒存在的情況下，通過(guò)刀具對(duì)材料表面的低振幅和高頻振動(dòng)，將材料從零件表面去除的加工過(guò)程。

工具的運(yùn)動(dòng)垂直或垂直于零件表面進(jìn)行。刀具移動(dòng)幅度為 0.05 毫米至 0.125 毫米（0.002 英寸至 0.005 英寸）。通過(guò)在水中混合細(xì)磨粒形成漿料。在加工過(guò)程中，使這種漿料流過(guò)工具的 w/p 和尖端。漿料中的磨料增益顆粒有助于去除形成 w/p 表面的材料。磨料的粒度通常在 100 到 1000 之間。較小的顆粒（即較多的顆粒）會(huì)產(chǎn)生光滑的表面光潔度。這種加工工藝通常用于加工脆性材料和高硬度材料。

超聲波加工的工作原理

高頻電流（在超聲波范圍內(nèi)，即 18 kHz 至 40 kHz）用于產(chǎn)生低振幅和高頻率的機(jī)械振動(dòng)。產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)用于在存在漿料形式的磨粒顆粒的情況下加工零件的表面。漿料流過(guò)工具和工件。當(dāng)工具壓在 w/p 上時(shí)，含有磨粒的漿液會(huì)從表面脫落。

另請(qǐng)閱讀：

激光束加工——主要零件、原理、配合應(yīng)用電子束加工過(guò)程的工作原理是什么？電化學(xué)加工 (ECM) – 工作原理、設(shè)備、應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)

主要部分

超聲波加工機(jī)由換能器和焊頭（也稱為喇叭）兩個(gè)主要部分組成，通過(guò)電纜連接到電子控制單元。

各部分的作用如下所述

1。傳感器：

換能器主要由一個(gè)由壓電陶瓷制成的圓柱體組成。它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)。然后換能器以低振幅和高頻率振動(dòng)焊頭。

2。超聲焊極：

它由低碳鋼制成。它的一端與傳感器相連，另一端裝有工具。超聲焊極以低振幅和高頻率振動(dòng)，并通過(guò)與 w/p 接觸處的磨損將材料從 w/p 中去除。

3?？刂茊卧?

控制單元由一個(gè)產(chǎn)生高頻交流電的電子振蕩器組成。產(chǎn)生的頻率在超聲波范圍內(nèi)通常在 18 kHz 到 40 kHz 之間。

USM 的類型

1。旋轉(zhuǎn)超聲波振動(dòng)加工（RUM）：

在 RUM 中，允許垂直旋轉(zhuǎn)的工具圍繞超聲焊極的軸旋轉(zhuǎn)。工具的表面浸漬有用于磨削零件表面的金剛石。該機(jī)型不使用磨料漿進(jìn)行材料去除。

2?；瘜W(xué)輔助 USM：

在這種加工中，加工過(guò)程中使用了一種化學(xué)反應(yīng)性磨料液。

超聲波加工工藝

換能器和超聲焊極通過(guò)電纜連接到控制單元。控制單元有一個(gè)電子振蕩器，可產(chǎn)生 18 kHz 至 40 kHz 之間的高超聲波頻率范圍的交流電。這種高頻交流電被提供給換能器。換能器將這種交流電轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，并將這種機(jī)械振動(dòng)傳輸?shù)脚c其相連的超聲焊極。超聲波發(fā)生器由換能器以低振幅和高頻率振動(dòng)。當(dāng)這個(gè)振動(dòng)的超聲焊極撞擊 w/p 的表面時(shí)，它會(huì)去除其中的材料。漿液流入工具和工件之間，有助于從表面去除材料。超聲波加工中使用的漿料含有按體積計(jì) 20% 至 60% 的水、氧化鋁、碳化硼和碳化硅顆粒。這就是超聲波加工的工作原理。

優(yōu)勢(shì)

這種加工方法能夠高精度地加工脆硬材料。它可以加工易碎材料，例如玻璃和非導(dǎo)電金屬，這些材料不能通過(guò)電化學(xué)加工或放電加工等非傳統(tǒng)方法加工。它能夠生產(chǎn)高公差零件。加工后的材料不會(huì)產(chǎn)生變形。這是因?yàn)?，超聲波焊頭不會(huì)對(duì) w/p 產(chǎn)生熱量。沒(méi)有觀察到材料的物理特性發(fā)生變化。由于加工過(guò)程中沒(méi)有毛刺，因此生產(chǎn)的機(jī)加工零件需要較少的精加工工序。

缺點(diǎn)

由于微碎屑或侵蝕機(jī)制，金屬去除速度很慢。焊頭的磨損發(fā)生得更快。這種方法加工深孔并不容易，因?yàn)槟チ蠞{無(wú)法在孔底流動(dòng)（旋轉(zhuǎn)超聲波加工除外）。超聲波振動(dòng)加工只能用于加工硬度值至少為 45 HRC（HRC：洛氏硬度計(jì)，用于測(cè)量材料的硬度）的材料。