Ultrazvučna obrada i rotirajuća ultrazvučna obrada i ultrazvučno udarno brušenje

Another popular NON-CONVENTIONAL MACHINING technique we frequently use is ULTRASONIC MACHINING (UM), also widely known as ULTRASONIC UDARNO BRUSENJE, gdje se materijal uklanja sa površine obratka mikročipom i erozijom abrazivnim česticama pomoću vibrirajućeg alata koji oscilira na ultrazvučnim frekvencijama, uz pomoć abrazivne suspenzije koja slobodno struji između radnog komada i alata. Razlikuje se od većine drugih konvencionalnih operacija obrade jer se proizvodi vrlo malo topline. Vrh ultrazvučnog alata za obradu naziva se "sonotroda" koja vibrira amplitudama od 0,05 do 0,125 mm i frekvencijama oko 20 kHz. Vibracije vrha prenose velike brzine do finih abrazivnih zrna između alata i površine obratka. Alat nikada ne dolazi u dodir s radnim predmetom i stoga je pritisak brušenja rijetko veći od 2 funte. Ovaj princip rada čini ovu operaciju savršenom za obradu izuzetno tvrdih i krhkih materijala, kao što su staklo, safir, rubin, dijamant i keramika. Abrazivna zrna se nalaze u vodenoj kaši sa koncentracijom između 20 i 60% zapremine. Mulj također djeluje kao nosač krhotina dalje od područja rezanja / obrade. Kao abrazivna zrna koristimo uglavnom bor karbid, aluminijum oksid i silicijum karbid sa veličinama zrna u rasponu od 100 za grube procese do 1000 za naše procese završne obrade. Tehnika ultrazvučne obrade (UM) je najprikladnija za tvrde i lomljive materijale kao što su keramika i staklo, karbidi, drago kamenje, kaljeni čelici. Završna obrada površine ultrazvučne obrade zavisi od tvrdoće radnog komada/alata i prosečnog prečnika upotrebljenih abrazivnih zrna. Vrh alata je općenito od čelika s niskim udjelom ugljika, nikla i mekog čelika pričvršćenog na pretvarač kroz držač alata. Proces ultrazvučne obrade koristi plastičnu deformaciju metala za alat i lomljivost radnog komada. Alat vibrira i gura prema dolje abrazivnu suspenziju koja sadrži zrna sve dok zrna ne udare u krhki radni komad. Tokom ove operacije, radni komad se lomi dok se alat vrlo blago savija. Upotrebom finih abraziva možemo postići tolerancije dimenzija od 0,0125 mm, a još bolje ultrazvučnom obradom (UM). Vrijeme obrade ovisi o frekvenciji na kojoj alat vibrira, veličini i tvrdoći zrna, te viskoznosti tečnosti za kašu. Što je tečnost kaše manje viskozna, to brže može odnijeti korišteni abraziv. Veličina zrna mora biti jednaka ili veća od tvrdoće radnog komada. Kao primjer možemo obraditi više poravnatih rupa prečnika 0,4 mm na staklenoj traci širine 1,2 mm ultrazvučnom obradom.

 

 

 

Uđimo malo u fiziku procesa ultrazvučne obrade. Mikročipiranje u ultrazvučnoj obradi moguće je zahvaljujući visokim naprezanjima koja stvaraju čestice koje udare o čvrstu površinu. Vrijeme kontakta između čestica i površina je vrlo kratko i iznosi od 10 do 100 mikrosekundi. Vrijeme kontakta se može izraziti kao:

 

do = 5r/Co x (Co/v) exp 1/5

 

Ovdje je r polumjer sferne čestice, Co je brzina elastičnog vala u radnom komadu (Co = sqroot E/d) i v je brzina kojom čestica udari u površinu.

 

Sila kojom čestica djeluje na površinu dobiva se iz brzine promjene količine gibanja:

 

F = d(mv)/dt

 

Ovdje je m masa zrna. Prosječna sila čestica (zrna) koje udaraju i odbijaju se od površine je:

 

Favg = 2mv / to

 

Ovdje je vrijeme za kontakt. Kada se u ovaj izraz umetnu brojevi, vidimo da iako su dijelovi vrlo mali, budući da je kontaktna površina također vrlo mala, sile, a samim tim i naprezanja su značajno visoki da izazovu mikročipanje i eroziju.

 

 

 

ROTACIONA ULTRAZVUČNA OBRADA (RUM): Ova metoda je varijacija ultrazvučne obrade, gdje zamjenjujemo abrazivnu suspenziju alatom koji ima metalno vezane dijamantske abrazive koji su ili impregnirani ili galvanizirani na površini alata. Alat se rotira i ultrazvučno vibrira. Radni predmet pritišćemo konstantnim pritiskom na rotirajući i vibrirajući alat. Proces rotacijske ultrazvučne obrade nam daje mogućnosti kao što je stvaranje dubokih rupa u tvrdim materijalima pri visokim brzinama uklanjanja materijala.

 

 

 

Budući da primjenjujemo brojne konvencionalne i nekonvencionalne proizvodne tehnike, možemo vam biti od pomoći kad god imate pitanja o određenom proizvodu i najbržem i najekonomičnijem načinu proizvodnje i proizvodnje.