20 کیلوگرم 1000w ابزار ماشین آلات التراسونیک سخت و مواد شکننده سوراخ سوراخ برای فرز

در مقابل، ماشینکاری فوق صوتی یک فرآیند ماشینکاری غیر حرارتی، غیر شیمیایی و غیر الکتریکی است که ترکیب شیمیایی را ترک می کند،میکروساخت مواد و خواص فیزیکی قطعه کار بدون تغییرگاهی اوقات به عنوان آسیاب ضربه فوق صوتی (UIG) یا برش لرزش نامیده می شود، فرآیند UM می تواند برای تولید طیف گسترده ای از ویژگی های پیچیده در مواد پیشرفته استفاده شود.

UM یک فرآیند حذف مواد مکانیکی است که می تواند برای ماشینکاری هر دو مواد رسانا و غیر فلزی با سختی بیش از 40 HRC (سختی Rockwell در مقیاس C اندازه گیری شده) استفاده شود. فرآیند UM می تواند برای ماشین آلات دقیق میکرو ویژگی ها، سوراخ های گرد و عجیب، حفره های کور و ویژگی های OD / ID استفاده شود. ویژگی های متعدد می توانند به طور همزمان حفاری شوند،اغلب زمان ماشینکاری را به طور قابل توجهی کاهش می دهد..

انرژی فرکانس بالا و دامنه پایین به مجموعه ابزار منتقل می شود. یک جریان ثابت مواد خیس کننده بین ابزار و قطعه کار می گذرد. ابزار لرزان،در ترکیب با خمیر سفت کننده، مواد را به طور یکنواخت خیس می کند و یک تصویر دقیق از شکل ابزار را ترک می کند. ابزار با مواد تماس نمی گیرد؛ تنها دانه های خیس کننده با قطعه کار تماس می گیرند.

در فرآیند UM، یک سیگنال الکتریکی فرکانس پایین به یک گیرنده اعمال می شود، که انرژی الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی فرکانس بالا (~ 20 KHz) تبدیل می کند (شکل 2 را ببینید).این انرژی مکانیکی به یک سیخ و مجموعه ابزار منتقل می شود و منجر به ارتعاش یک طرفه ابزار در فرکانس فوق صوت با دامنه شناخته شده می شود. دامنه استاندارد ارتعاش به طور معمول کمتر از 0.002 اینچ است. سطح قدرت برای این فرآیند در محدوده 50 تا 3000 وات است. فشار به ابزار به شکل بار ثابت اعمال می شود.

یک جریان ثابت از مواد خیس کننده بین ابزار و قطعه کار می گذرد. مواد خیس کننده رایج استفاده می شود شامل الماس، کربید بور، کربید سیلیکون و آلومینیوم،و دانه های خیس کننده در آب یا محلول شیمیایی مناسب معلق می شوند.علاوه بر ارائه دانه های خیس کننده به منطقه برش، خمیر برای شستشوی زباله استفاده می شود. ابزار لرزش، همراه با خمیر خیس کننده، مواد را به طور یکنواخت خیس می کند.با ترک کردن یک تصویر دقیق از شکل ابزار.

ماشینکاری فوق صوتی یک فرآیند ماشینکاری لاغری است که نیاز به یک نیروی بسیار کم به دانه های آسیاب دارد.که منجر به کاهش نیاز به مواد و حداقل یا بدون آسیب به سطح می شوداز بین بردن مواد در طول فرآیند UM را می توان به سه مکانیسم طبقه بندی کرد: سایش مکانیکی با ضربه مستقیم ذرات سایش به قطعه کار (بزرگ)میکروچیپ کردن از طریق اثر آسیاب های آزاد حرکت (محدود)، و فرسایش ناشی از حفاری و اثر شیمیایی (معمول).²

نرخ حذف مواد و خشکی سطح تولید شده در سطح ماشین آلات بستگی به خواص مواد و پارامترهای فرآیند دارد.از جمله نوع و اندازه دانه ی خیس کننده استفاده شده و دامنه لرزشبه طور کلی، میزان حذف مواد برای مواد با سختی مواد بالا (H) و مقاومت شکستگی بالا (KIC) پایین تر خواهد بود.

اگرچه فن آوری های تولیدی برای مواد مانند فلزات و آلیاژ های آنها به خوبی توسعه یافته است،هنوز مشکلات قابل توجهی در تولید مواد سخت و شکننده از جمله سرامیک و شیشه وجود داردخواص فیزیکی و مکانیکی برتر آنها منجر به چرخه ماشینکاری طولانی و هزینه تولید بالا می شود.ماشینکاری فوق صوتی (USM) با استفاده از ذرات جارو کننده گشاده در یک مواد مایع برای حذف مواد به عنوان یک روش موثر برای تولید این مواد در نظر گرفته می شوداین کار ابتدا یک مرور کلی از USM را ارائه می دهد و سپس عمدتاً به توسعه یک مدل شبیه سازی از این فرآیند با استفاده از یک تکنیک عددی بدون میش می پردازد.هیدرودینامیک ذرات صاف (SPH)شکل گیری ترک در سطح کار تحت تاثیر دو ذره خاشاک برای درک حذف مواد و تعامل ذرات خاشاک در USM مورد مطالعه قرار می گیرد.همچنین آزمایشاتی برای تأیید نتایج شبیه سازی انجام می شودمدل SPH برای مطالعه USM مفید است و قادر به پیش بینی عملکرد ماشین آلات است.