A aplicação de ultra-som na área da indústria

1. Introdução

O processamento ultra-sônico utiliza ferramentas de vibração ultrassônica para acionar a suspensão abrasiva entre a peça de trabalho e a ferramenta, impactar e polir a peça processada da peça de trabalho, para que o material local seja gravado em pó. Para perfuração, corte, esmerilhamento, etc., e um método para unir as peças por vibração ultra-sónica. A tecnologia de processamento ultrassônico é uma das tecnologias especiais de processamento e pode ser aplicada com freqüência a materiais difíceis de serem usinados, difíceis de concluir no processamento tradicional. Tecnologia de processamento ultrassônico, como processamento de remoção ultrassônica, acabamento de superfície ultra-sônico, processamento de soldagem ultrassônica e processamento ultrassônico.

Ultra-som e suas características

A propagação da vibração em um meio elástico é chamada de flutuação, conhecida como onda. A essência física da volatilidade é o processo de transferência de energia.

Ondas sonoras audíveis: ondas sonoras com uma frequência entre 16 e 160000 Hz.

Ondas infra-som: ondas sonoras com frequência abaixo de 16 Hz.

Ultrassônico: Ondas sonoras com frequência maior que 16000 Hz.

Ondas ultra-sônicas: Ondas sonoras com frequência maior que 1010 Hz.

2, as características básicas de ultra-som

(1) Ondas ultra-sônicas, como ondas sonoras, têm diferentes velocidades de propagação quando se propagam em diferentes meios elásticos, como gases, líquidos e sólidos.

(2) A energia ultrassônica transfere uma energia muito forte, que exerce pressão (pressão sonora) sobre obstáculos em sua direção de propagação. Ondas ultra-sônicas são ondas longitudinais cuja energia de vibração pode ser medida pela densidade de energia, e sua densidade de energia pode atingir mais de 100W / cm2.

(3) Quando a onda ultra-sônica se propaga no meio líquido, pode gerar forte impacto e cavitação na interface e fortalecer o processamento.

(4) As ondas ultrassônicas produzirão fenômenos de reflexão, interferência e ressonância, e a superposição de ondas ocorrerá, obtendo-se maior energia de processamento.

três. Princípios e características da usinagem ultra-sônica

1. O princípio básico de usinagem ultra-sônica

A usinagem ultra-sônica usa ondas ultra-sônicas como a força para empurrar o abrasivo para impactar a superfície da peça a uma velocidade muito alta. O material da peça de trabalho é destruído e cai sob o impacto do abrasivo.

A. O gerador ultra-sônico converte a corrente alternada em uma oscilação elétrica ultra-sônica;

B. O transdutor converte oscilações elétricas em vibrações mecânicas;

C. A corneta está amplificando a amplitude para 0,05-0,1 mm e a ferramenta de acionamento é ultrassonicamente vibrada.

D. A ferramenta empurra o abrasivo para impacto em alta velocidade, lança a peça de trabalho, esmaga o material da superfície da peça de trabalho e o remove;

E. Ondas de choque hidráulico e cavitação geradas pelo fluido de trabalho aceleram a propagação da trinca e a destruição do material da superfície.

F. Processamento ultra-sônico é o resultado combinado de impacto mecânico, polimento e cavitação. O impacto desempenha um papel importante.

2, as características do processamento ultra-sônico

(1) Adequado para processar vários materiais duros e quebradiços, especialmente materiais não metálicos não condutores, tais como vidro, cerâmica, quartzo, pedras preciosas, diamantes e semelhantes.

(2) As ferramentas podem ser feitas de materiais mais macios para formas mais complexas.

(3) O movimento relativo da ferramenta e da peça de trabalho é simples, o que torna a estrutura da máquina simples.

(4) A força de corte é pequena, o calor de corte é pequeno, a deformação e a queima não são causadas, e a precisão do processamento e a qualidade da superfície também são boas.

quatro. Equipamento de processamento ultra-sônico

O equipamento de processamento ultra-sônico também é chamado de equipamento de processamento ultrassônico. Embora os equipamentos de processamento ultrassônico de diferentes tamanhos de potência e diferentes empresas sejam diferentes em sua forma estrutural, seus componentes são basicamente os mesmos.

O dispositivo de processamento de ultra-sons consiste geralmente num gerador de ultrassons, num sistema de vibração ultra-sónica (componente acústico), num corpo de máquina-ferramenta e num sistema de circulação de fluido de trabalho abrasivo.

Dispositivo de processamento ultra-sônico

1, gerador ultra-sônico

Função: Transformar a freqüência de energia AC em uma oscilação de freqüência ultra-sônica com uma determinada saída de potência.

2. Componentes acústicos (transdutores, buzinas e booster)

Função: Conversão da saída de energia elétrica de alta frequência do gerador de ultrassom em energia de vibração mecânica e processamento ultrassônico da face final da ferramenta com alta freqüência e pequena amplitude através da buzina.

Fives Aplicação de processamento de tecnologia ultra-sônica

A. Embora a produtividade da usinagem ultra-sônica seja menor que a da usinagem eletrolítica e de EDM, a precisão da usinagem e a qualidade da superfície são superiores a elas.

B. Mais importante, é possível processar materiais rígidos e quebradiços semicondutores e não metálicos que são difíceis de processar, tais como vidro, cerâmica, quartzo, silício, ágata, pedras preciosas, diamantes e semelhantes.

C. Para alguns aços endurecidos, matrizes de liga dura, matrizes para trefilação de arame, moldes de plástico, etc. após o EDM, o polimento e o acabamento ultrassônicos são usados ​​com frequência para reduzir ainda mais a aspereza da superfície.

1, tipo (cavidade) processamento de furos

Ultra-sônico é atualmente usado principalmente no processamento de furos redondos, buracos, cavidades, assentamentos, microporos, etc. de materiais frágeis e duros.

2, processamento de corte

Processamento ultra-sônico de materiais duros quebradiços, como cerâmica, quartzo, silício, pedras preciosas, etc, que são difíceis de cortar por métodos de processamento comuns, tem as vantagens de seção fina, fenda estreita, alta precisão, alta produtividade e boa economia.

3, limpeza ultra-sônica

Princípio: Baseado no resultado do efeito de cavitação da solução de limpeza sob a ação de ondas ultra-sônicas. O forte impacto líquido gerado pelo efeito de cavitação atua diretamente na peça a ser limpa, fazendo com que a sujeira seja destruída e caia da superfície a ser limpa.

Aplicação: É usado principalmente para peças de precisão pequenas e médias com geometria complexa, alta qualidade de limpeza e baixo efeito de limpeza por outros métodos, especialmente pequenos furos profundos, micro furos, furos curvos, furos cegos, ranhuras, fendas estreitas, etc. peça de trabalho. Limpeza fina, alta produtividade e taxa de purificação.

Atualmente utilizado na limpeza de semicondutores e componentes de circuitos integrados, peças de instrumentação, dispositivos elétricos de vácuo, componentes ópticos, dispositivos médicos, etc.

4, soldagem ultra-sônica

Princípio: A vibração ultra-sônica é usada para remover a película de óxido na superfície da peça de trabalho, de modo que a peça seja exposta na superfície do corpo, de modo que as superfícies das duas peças sejam aquecidas por atrito sob o impacto da vibração de alta velocidade e ligados por afinidade.

Aplicação: É usado para soldar produtos de nylon, plástico e alumínio com filme de óxido fácil de formar na superfície. Ele também pode ser usado para pendurar estanho e pendurar prata em superfícies não metálicas, como cerâmica, para melhorar a soldabilidade desses materiais. Soldagem de metais raros que geralmente são difíceis de soldar. Tais como titânio, molibdênio, etc.

5, processamento composto

A usinagem ultra-sônica de materiais de metal duro, como ligas duras e ligas resistentes ao calor, tem baixa velocidade de processamento e alta perda de ferramentas. A fim de melhorar a velocidade de processamento e reduzir a perda de ferramentas, a injeção ultrassônica, a usinagem eletrolítica ou o EDM são usados ​​para processar os injetores. Furos ou fendas na fieira podem aumentar muito a produtividade e a qualidade.

6, testes não destrutivos

Emissão direcional ultra-sônica, reflexão e penetração da maioria das propriedades do material para testes não destrutivos em variação, controle, monitoramento e medição de material.