La aplicación de ultrasonidos en el área de la industria.

1. Introducción

El procesamiento ultrasónico utiliza herramientas de vibración ultrasónica para impulsar la suspensión abrasiva entre la pieza de trabajo y la herramienta, impactar y pulir la parte procesada de la pieza de trabajo, de modo que el material local se grabe en polvo. Para perforación, corte, rectificado, etc., y un método para unir las piezas por vibración ultrasónica. La tecnología de procesamiento ultrasónico es una de las tecnologías de procesamiento especiales, y a menudo se puede aplicar a materiales difíciles de mecanizar que son difíciles de completar en el procesamiento tradicional. Tecnología de procesamiento ultrasónico, como el procesamiento de eliminación ultrasónica, el acabado ultrasónico de superficies, el procesamiento ultrasónico de soldadura y el procesamiento ultrasónico.

Ultrasonido y sus características.

La propagación de la vibración en un medio elástico se llama fluctuación, conocida como onda. La esencia física de la volatilidad es el proceso de transferencia de energía.

Ondas sonoras audibles: ondas sonoras con una frecuencia entre 16 y 160000 Hz.

Ondas de infrasonido: ondas de sonido con una frecuencia inferior a 16 Hz.

Ultrasónico: ondas de sonido con una frecuencia superior a 16000 Hz.

Ondas ultrasónicas: ondas de sonido con una frecuencia superior a 1010 Hz.

2, las características básicas del ultrasonido

(1) Las ondas ultrasónicas, como las ondas de sonido, tienen diferentes velocidades de propagación cuando se propagan en diferentes medios elásticos, como gases, líquidos y sólidos.

(2) La energía ultrasónica transfiere una energía muy fuerte, que ejerce presión (presión sonora) sobre los obstáculos en su dirección de propagación. Las ondas ultrasónicas son ondas longitudinales cuya energía de vibración puede medirse por la densidad de energía, y su densidad de energía puede alcanzar más de 100W / cm2.

(3) Cuando la onda ultrasónica se propaga en el medio líquido, puede generar un fuerte impacto y cavitación en la interfaz, y fortalecer el procesamiento.

(4) Las ondas ultrasónicas producirán fenómenos de reflexión, interferencia y resonancia, y se producirá la superposición de ondas, obteniendo así una mayor energía de procesamiento.

Tres. Principios y características del mecanizado ultrasónico.

1. El principio básico del mecanizado ultrasónico

El mecanizado ultrasónico utiliza ondas ultrasónicas como el poder de empujar el abrasivo para impactar la superficie de la pieza de trabajo a una velocidad muy alta. El material de la pieza de trabajo se destruye y se cae por el impacto del abrasivo.

A. El generador ultrasónico convierte la corriente alterna en una oscilación eléctrica ultrasónica;

B. El transductor convierte las oscilaciones eléctricas en vibraciones mecánicas;

C. La bocina amplifica la amplitud a 0.05-0.1 mm, y la herramienta de accionamiento vibra ultrasónicamente.

D. La herramienta empuja el abrasivo para impactar a alta velocidad, tira la pieza de trabajo, tritura el material de la superficie de la pieza de trabajo y retíralo;

E. Las ondas de choque hidráulicas y la cavitación generadas por el fluido de trabajo aceleran la propagación de grietas y la destrucción del material de la superficie.

F. El procesamiento ultrasónico es el resultado combinado de impacto mecánico, pulido y cavitación. El impacto juega un papel importante.

2, las características del procesamiento ultrasónico

(1) Adecuado para procesar diversos materiales duros y quebradizos, especialmente materiales no metálicos no conductores como vidrio, cerámica, cuarzo, piedras preciosas, diamantes y similares.

(2) Las herramientas pueden estar hechas de materiales más blandos para formas más complejas.

(3) El movimiento relativo de la herramienta y la pieza de trabajo es simple, lo que simplifica la estructura de la máquina.

(4) La fuerza de corte es pequeña, el calor de corte es pequeño, no se producen deformaciones ni quemaduras, y la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie también son buenas.

cuatro. Equipo de procesamiento ultrasónico

El equipo de procesamiento ultrasónico también se llama equipo de procesamiento ultrasónico. Aunque los equipos de procesamiento ultrasónico de diferentes tamaños de potencia y diferentes compañías son diferentes en forma estructural, sus componentes son básicamente los mismos.

El dispositivo de procesamiento ultrasónico generalmente consiste en un generador ultrasónico, un sistema de vibración ultrasónica (componente acústico), un cuerpo de máquina herramienta y un sistema de circulación de fluido de trabajo abrasivo.

Dispositivo de procesamiento ultrasónico

1, generador ultrasónico

Función: Transforma la frecuencia de alimentación de CA en una oscilación de frecuencia ultrasónica con una cierta potencia de salida.

2. Componentes acústicos (transductores, bocinas y amplificadores).

Función: Convertir la salida de energía eléctrica de alta frecuencia del generador ultrasónico en energía de vibración mecánica y procesar ultrasónicamente la cara final de la herramienta con alta frecuencia y pequeña amplitud a través de la bocina.

Fives Aplicación de procesamiento de tecnología ultrasónica

R. Aunque la productividad del mecanizado ultrasónico es menor que la del EDM y el mecanizado electrolítico, la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie son superiores a ellas.

B. Más importante aún, es posible procesar materiales duros y frágiles no metálicos y semiconductores que son difíciles de procesar, como vidrio, cerámica, cuarzo, silicio, ágata, piedras preciosas, diamantes y similares.

C. Para algunos aceros endurecidos, matrices de aleación dura, matrices de trefilado, moldes de plástico, etc. después del EDM, el pulido ultrasónico y el acabado a menudo se utilizan para reducir aún más la rugosidad de la superficie.

1, tipo (cavidad) procesamiento de agujeros

Actualmente, el ultrasonido se usa principalmente en el procesamiento de agujeros redondos, agujeros, cavidades, anidamientos, microporos, etc. de materiales frágiles y duros.

2, procesamiento de corte

El procesamiento ultrasónico de materiales duros frágiles como la cerámica, el cuarzo, el silicio, las piedras preciosas, etc., que son difíciles de cortar con métodos de procesamiento ordinarios, tiene las ventajas de sección delgada, ranura estrecha, alta precisión, alta productividad y buena economía.

3, limpieza ultrasónica

Principio: Basado en el resultado del efecto de cavitación de la solución de limpieza bajo la acción de ondas ultrasónicas. El fuerte líquido de impacto generado por el efecto de cavitación actúa directamente sobre la pieza a limpiar, provocando la destrucción de la suciedad y la limpieza de la superficie que se cae.

Aplicación: Se utiliza principalmente para piezas de precisión pequeñas y medianas con geometría compleja, alta calidad de limpieza y pobre efecto de limpieza por otros métodos, especialmente agujeros pequeños profundos, microagujeros, agujeros curvos, agujeros ciegos, ranuras, hendiduras estrechas, etc. pieza de trabajo Limpieza fina, alta productividad y tasa de purificación.

Actualmente se utiliza en la limpieza de semiconductores y componentes de circuitos integrados, piezas de instrumentación, dispositivos de vacío eléctrico, componentes ópticos, dispositivos médicos, etc.

4, soldadura ultrasónica

Principio: la vibración ultrasónica se utiliza para eliminar la película de óxido en la superficie de la pieza de trabajo, de modo que la pieza de trabajo quede expuesta en la superficie del cuerpo, de modo que las superficies de las dos piezas de trabajo se calienten por fricción bajo el impacto de la vibración de alta velocidad. y unidos por afinidad.

Aplicación: Se utiliza para soldar productos de nylon, plástico y aluminio con película de óxido fácil de formar en la superficie. También se puede usar para colgar estaño y plata en superficies no metálicas como la cerámica para mejorar la capacidad de soldadura de estos materiales. Soldadura de metales raros que generalmente son difíciles de soldar. Tales como titanio, molibdeno, etc.

5, procesamiento compuesto

El mecanizado ultrasónico de materiales metálicos duros, como aleaciones duras y aleaciones resistentes al calor, tiene baja velocidad de procesamiento y alta pérdida de herramientas. Para mejorar la velocidad de procesamiento y reducir la pérdida de herramientas, se usa inyección ultrasónica, mecanizado electrolítico o EDM para procesar los inyectores. Los agujeros o hendiduras en la hilera pueden aumentar considerablemente la productividad y la calidad.

6, pruebas no destructivas

Emisión direccional ultrasónica, reflexión y penetración de la mayoría de las propiedades del material para pruebas no destructivas en rango, control, monitoreo y medición de materiales.