Ultraschallbearbeitung:Prinzip, Arbeitsweise, Ausrüstung, Anwendung, Vor- und Nachteile

Heute lernen wir die Ultraschallbearbeitung, das Prinzip, die Arbeitsweise, die Ausrüstung, die Anwendung, die Vor- und Nachteile anhand des Diagramms kennen. Die Ultraschallbearbeitung ist ein nicht herkömmlicher Bearbeitungsprozess, der zur Bearbeitung von sprödem und hartem Material verwendet wird. Dieses Bearbeitungsverfahren entstand 1950 zur Endbearbeitung von EDM-Oberflächen. Heute wird dieses Verfahren aufgrund seiner geringeren Kosten, der fehlenden Wärmeentwicklung und der effektiven Bearbeitung in vielen Branchen zum Entfernen von Metall eingesetzt.

Ultraschallbearbeitung:

Prinzip:

Es funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie das Ultraschallschweißen. Diese Bearbeitung verwendet Ultraschallwellen, um eine hochfrequente Kraft mit niedriger Amplitude zu erzeugen, die als Antriebskraft des Schleifmittels wirkt. Die Ultraschallmaschine erzeugt eine hochfrequente Vibrationswelle mit einer Frequenz von etwa 20000 bis 30000 Hz und einer Amplitude von etwa 25-50 Mikron. Diese Hochfrequenz-Vibrationsübertragung auf Schleifpartikel ist in Schleifschlamm enthalten. Dies führt zum Eindrücken von Schleifpartikeln in ein sprödes Werkstück und entfernt Metall von der Kontaktfläche.

Ausrüstung:

Energiequelle:

Wie wir wissen, erfordert dieser Bearbeitungsprozess hochfrequente Ultraschallwellen. Für diesen Vorgang ist also eine Hochfrequenz-Hochspannungsversorgung erforderlich. Dieses Gerät wandelt niederfrequente elektrische Spannung (60 Hz) in hochfrequente elektrische Spannung (20 kHz) um.

Magnetostriktiver Wandler:

Wie wir wissen, ist ein Wandler ein Gerät, das elektrische Einzelschwingungen in mechanische Schwingungen umwandelt. Bei der Ultraschallbearbeitung wird ein Wandler vom magnetostriktiven Typ verwendet, um mechanische Schwingungen zu erzeugen. Dieser Wandler besteht aus Nickel oder einer Nickellegierung.

Booster:

Die vom Wandler erzeugte mechanische Schwingung wird durch Booster geleitet, die sie verstärken und dem Horn zuführen.

Tool:

Das bei der Ultraschallbearbeitung verwendete Werkzeug sollte so beschaffen sein, dass das Eindrücken durch Schleifpartikel nicht zu einem Sprödbruch führt. Daher besteht das Werkzeug aus zähen, starken und duktilen Materialien wie Stahl, Edelstahl usw.

Werkzeughalter oder Horn:

Wie der Name schon sagt, verbindet diese Einheit das Werkzeug mit dem Wandler. Es überträgt verstärkte Vibrationen vom Booster auf das Werkzeug. Es sollte eine hohe Belastungsgrenze haben.

Schleifmittelschlamm:

Eine Aufschlämmung aus Schleifpartikeln auf Wasserbasis, die als Schleifaufschlämmung bei der Ultraschallbearbeitung verwendet wird. Als Schleifpartikel in dieser Aufschlämmung werden Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Borcarbid verwendet. Ein Aufschlämmungsliefer- und -rückführmechanismus wird auch in USM verwendet.

Arbeitsprozess:

Jetzt kennen wir den grundlegenden Teil und die Idee der Ultraschallbearbeitung. Bei dieser Bearbeitung wird Material durch Eindrücken von Schleifpartikeln auf dem Werkstück entfernt. Es funktioniert wie folgt.

Diagramm einer Ultraschallmaschine

• Zunächst fließt der niederfrequente elektrische Strom durch die Stromversorgung. Dieser Niederfrequenzstrom wird durch einige elektrische Geräte in Hochfrequenzstrom umgewandelt.
• Dieser Hochfrequenzstrom fließt durch den Wandler. Der Wandler wandelt diese hochfrequente elektrische Einzelschwingung in hochfrequente mechanische Schwingung um.
• Diese mechanische Schwingung durchläuft den Booster. Der Booster verstärkt diese hochfrequente Vibration und sendet sie an das Horn.
• Horn, das auch als Werkzeughalter bekannt ist, überträgt diese verstärkte Vibration auf das Werkzeug, das das Werkzeug mit Ultraschallfrequenz vibrieren lässt.
• Wenn das Werkzeug vibriert, bringt es Schleifpartikel dazu, mit dieser hohen Frequenz zu vibrieren. Dieses Schleifkorn trifft auf das Werkstück und trägt Metall davon ab.

Dies ist der gesamte Arbeitsprozess der Ultraschallbearbeitung.

Anwendung:

• Diese Bearbeitung wird verwendet, um harte und spröde Materialien wie Hartmetall, Keramik, Glas usw. zu bearbeiten
• Dies wird bei der Bearbeitung von Matrizen und Werkzeugen von Bohrern, Drahtziehmaschinen usw. verwendet.
• Wird bei der Herstellung von Siliziumnitrit-Turbinenschaufeln verwendet.
• Es wird verwendet, um Diamanten in die gewünschte Form zu schneiden.
• Es wird zur Bearbeitung von nichtleitendem Hartmaterial verwendet, das aufgrund schlechter Leitfähigkeit nicht durch ECM oder EDM bearbeitet werden kann.

Vor- und Nachteile:

Vorteile:

• Hartes Material kann mit diesem Verfahren leicht bearbeitet werden.
• Bei der Arbeit wird keine Wärme erzeugt, daher gibt es kein Problem der Kaltverfestigung oder Änderung der Struktur des Werkstücks.
• Nichtleitende Metalle oder Nichtmetalle, die nicht mit ECM oder EDM bearbeitet werden können, können damit bearbeitet werden.
• Es bildet keine Chips von signifikanter Größe.

Nachteile:

• Es ist ziemlich langsamer als andere mechanische Prozesse.
• Der Werkzeugverschleiß ist hoch, da Schleifpartikel sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug beeinträchtigen.
• Es kann nur hartes Material bearbeiten. Duktiles Metall kann mit diesem Verfahren nicht bearbeitet werden.
• Es kann nicht zum Bohren tiefer Löcher verwendet werden.

Hier dreht sich alles um Ultraschallbearbeitungsprinzip, Arbeitsweise, Ausstattung, Anwendung, Vor- und Nachteile. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben, stellen Sie diese per Kommentar. Wenn Ihnen dieser Artikel gefällt, vergessen Sie nicht, ihn in Ihren sozialen Netzwerken zu teilen. Abonnieren Sie unsere Website für weitere interessante Artikel. Danke fürs Lesen.