20khz 1000w υπερηχητική διάτρυση τρυπών υλικών εργαλειομηχανών σκληρή και εύθραυστη για την άλεση

Αντίθετα, η υπερηχητική επεξεργασία είναι μια μη θερμική, μη χημική και μη ηλεκτρική διαδικασία επεξεργασίας που αφήνει τη χημική σύνθεση,Μικροδομή υλικού και φυσικές ιδιότητες του εργαστηρίου αμετάβλητεςΗ διαδικασία UM, που μερικές φορές αναφέρεται ως αλεύρι με υπερηχητική επίπτωση (UIG) ή κοπή με δονήσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ενός ευρέος φάσματος περίπλοκων χαρακτηριστικών σε προηγμένα υλικά.

Η UM είναι μια μηχανική διαδικασία αφαίρεσης υλικών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία τόσο αγωγών όσο και μη μεταλλικών υλικών με σκληρότητες μεγαλύτερες από 40 HRC (καχύτητα Rockwell μετρούμενη στην κλίμακα C)Η διαδικασία UM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκμετάλλευση μικροπροσδιοτήτων ακριβείας, στρογγυλών και άξεστων τρυπών, τυφλών κοιλότητας και χαρακτηριστικών OD / ID. Πολλαπλά χαρακτηριστικά μπορούν να τρυπηθούν ταυτόχρονα,Συχνά μειώνει σημαντικά το συνολικό χρόνο μηχανικής .

Η ενέργεια υψηλής συχνότητας και χαμηλού εύρους μεταδίδεται στο σύνολο εργαλείων.σε συνδυασμό με το λιπαντικό λιπάσμαΤο εργαλείο δεν έρχεται σε επαφή με το υλικό, μόνο οι κόκκοι της γραμμής επαφής με το εργαλείο.

Κατά τη διαδικασία UM, ένα ηλεκτρικό σήμα χαμηλής συχνότητας εφαρμόζεται σε έναν μετατροπέα, ο οποίος μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανικές δονήσεις υψηλής συχνότητας (~ 20 KHz) (βλέπε σχήμα 2).Αυτή η μηχανική ενέργεια μεταδίδεται σε ένα κέρατο και ένα σύνολο εργαλείων και οδηγεί σε ένα μονόδρομο δονήματα του εργαλείου στην υπερηχητική συχνότητα με ένα γνωστό πλάτοςΤο επίπεδο ισχύος για αυτή τη διαδικασία είναι στην περιοχή 50 έως 3000 βατ. Η πίεση εφαρμόζεται στο εργαλείο με τη μορφή στατικού φορτίου.

Συνήθως χρησιμοποιούνται αβραστικά όπως διαμάντι, καρβίδιο βορίου, καρβίδιο πυριτίου και αλουμίνη,και οι κόκκοι του ακατέργαστου υλικού αιωρούνται σε νερό ή σε κατάλληλο χημικό διάλυμαΤο εργαλείο δονήσεως, σε συνδυασμό με το αθρεπτικό λιπάσμα, αθρεύει το υλικό ομοιόμορφα.αφήνοντας μια ακριβή αντίστροφη εικόνα του σχήματος του εργαλείου.

Η υπερηχητική επεξεργασία είναι μια χαλαρή επεξεργαστική διαδικασία με ακαθαρσία που απαιτεί πολύ χαμηλή δύναμη που εφαρμόζεται στον ακαθαρτικό κόκκο,που οδηγεί σε μειωμένες απαιτήσεις υλικών και ελάχιστη ή καθόλου βλάβη στην επιφάνειαΗ απομάκρυνση υλικών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας UM μπορεί να ταξινομηθεί σε τρεις μηχανισμούς: μηχανική συσκότιση με άμεση σφυροκόπηση των συσσωματιδίων συσκότισης στο εργασιακό κομμάτι (μεγάλο),Μικροτρίβωση μέσω της πρόσκρουσης των ελεύθερα κινούμενων αβρασιδίων (μικρό), και διάβρωση που προκαλείται από κοιλότητα και χημική επίδραση (μικρή).²

Τα ποσοστά αφαίρεσης υλικού και η τραχύτητα της επιφάνειας που παράγεται στην επεξεργασμένη επιφάνεια εξαρτώνται από τις ιδιότητες του υλικού και τις παραμέτρους της διαδικασίας,συμπεριλαμβανομένου του τύπου και του μεγέθους του χρησιμοποιούμενου ακαθαρτικού κόκκου και του εύρους των δονήσεωνΓενικά, το ποσοστό αφαίρεσης του υλικού θα είναι χαμηλότερο για υλικά με υψηλή σκληρότητα υλικού (H) και αντοχή σε σπάσιμο (KIC).

Αν και οι τεχνολογίες παραγωγής είναι καλά αναπτυγμένες για υλικά όπως τα μέταλλα και τα κράματα τους,Υπάρχουν ακόμη σημαντικά προβλήματα στην κατασκευή σκληρών και εύθραυστων υλικών, όπως κεραμική και γυαλί.Οι ανώτερες φυσικές και μηχανικές τους ιδιότητες οδηγούν σε μακρύ κύκλο μηχανικής και υψηλό κόστος παραγωγής.Η υπερηχητική επεξεργασία (USM) με τη χρήση χαλαρών αθραυστικών σωματιδίων που αιωρούνται σε υγρό λιπάσμα για την αφαίρεση υλικού θεωρείται αποτελεσματική μέθοδος για την κατασκευή αυτών των υλικώνΗ εργασία αυτή παρέχει πρώτα μια σύντομη επισκόπηση της USM και στη συνέχεια ασχολείται κυρίως με την ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιώντας μια αριθμητική τεχνική χωρίς πλέγμα.η υδροδυναμική εξευγενισμένων σωματιδίων (SPH)Ο σχηματισμός ρωγμών στην επιφάνεια εργασίας που επηρεάζεται από δύο αθραυστικά σωματίδια μελετείται για την κατανόηση της αφαίρεσης του υλικού και της αλληλεπίδρασης των αθραυστικών σωματιδίων στο USM.Πραγματοποιούνται επίσης πειράματα για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων της προσομοίωσηςΤο μοντέλο SPH αποδεικνύεται χρήσιμο για τη μελέτη της USM και είναι ικανό να προβλέπει την απόδοση της μηχανικής.