اصطلاح اولتراسونیک برای توصیف موج ارتعاشی فرکانس استفاده می شود ، که بالاتر از حد فرکانس بالای گوش انسان است ، یعنی بالاتر از 16 کیلوهرتز. دستگاه تبدیل هر نوع انرژی به امواج اولتراسونیک مبدل اولتراسونیک است. انرژی الکتریکی به ارتعاشات مکانیکی تبدیل می شود. و برای این منظور ، از اثر پیزوالکتریک در نمایش مغناطیسی استفاده می شود که توسط بلورهای طبیعی یا مصنوعی یا برخی فلزات به نمایش گذاشته شده است.
Magne-trostriction به این معنی است که تغییر دامنه ای که در مواد فرومغناطیس رخ می دهد، منوط به یک میدان مغناطیسی متناوب است.
در ماشینکاری مافوق صوت، ابزاری که به طور طولی در 20 کیلوهرتز تا 30 کیلوهرتز با دامنه بین 0.01 میلی متر تا 0.06 میلی متر ارتعاش می کند، با نیروی کم بر سطح کار فشار می آورد.
با ارتعاش ابزار با فرکانس خاص، یک دوغاب ساینده، معمولاً مخلوطی از دانه های ساینده و آب با نسبت ثابت (20 تا 30 درصد)، تحت فشار در بین ابزار و قطعه کار جریان می یابد.
نیروی ضربه ناشی از ارتعاش انتهای ابزار و جریان دوغاب از بین ابزار کار در واقع باعث می شود هزاران دانه میکروسکوپی مواد را با سایش حذف کنند. این ابزار دارای همان شکل حفره ای است که باید ماشینکاری شود.
این روش برای ماشینکاری مواد سخت و شکننده که رسانای الکتریکی یا غیر رسانا هستند استفاده می شود. تجزیه و تحلیل مکانیسم حذف مواد توسط فرایند USM نشان می دهد که گاهی اوقات ممکن است به آن سنگ زنی اولتراسونیک (USG) گفته شود
ماشینکاری التراسونیک با عملکرد فوق العاده خود صنایع تولیدی را تغییر می دهد. دلیل اصلی استفاده از این فرایند ماشینکاری در منطقه تولید این است که گرمای کمتری در این فرایند ایجاد می کند. تمام عملیات انجام شده با روش ماشینکاری اولتراسونیک مقرون به صرفه بوده و بهترین نتیجه را دارد. ماشینکاری التراسونیک یک فرایند ساینده است که می تواند با استفاده از ابزار ارتعاشی خود و عبور غیر مستقیم ذرات ساینده به قطعه کار ، هرگونه ماده ای را به شکل سخت و شکننده ایجاد کند.
ماشینکاری اولتراسونیک به عنوان سنگ زنی ضربه ای اولتراسونیک نیز شناخته می شود عملی است که شامل یک ابزار ارتعاشی است که فرکانس های اولتراسونیک را تغییر می دهد تا مواد را از قطعه کار حذف کند. این فرایند شامل یک دوغاب ساینده است که بین ابزار و قطعه کار اجرا می شود. به همین دلیل ، ابزار و قطعه کار هرگز با یکدیگر تعامل ندارند. این روند به ندرت از دو پوند تجاوز می کند.
دستگاه اولتراسونیک برای مواد سخت مفید است
این روش برای کار با مواد سخت مانند کامپوزیت های سرامیکی ، یاقوت ، پیزو سرامیک ، شیشه ، سرامیک ، کوارتز ، فریت ، الماس ، سرامیک های فنی ، آلومینا ، PCD ، یاقوت کبود ، سیلیکون کاربید CVD و موارد مشابه بهترین انتخاب است.
فرایند ماشینکاری التراسونیک
ابزار موجود در دستگاه برای برش مواد از یک ماده نرم در مقایسه با قطعه کار ساخته شده است. این ابزار معمولاً از موادی مانند فولادهای نرم و نیکل ساخته می شود. هنگام ارتعاش ابزار ، دوغاب ساینده (مایع) اضافه می شود که حاوی دانه ها و ذرات ساینده است. دوغاب ساینده تا زمانی که قطعات کار با دانه ها بر هم کنش داده شود اضافه می شود. به دلیل ذرات مایع اضافه شده، در حالی که ابزار به تدریج تغییر شکل می دهد.شکنندگی قطعه کار سطح را خرد می کند.
اصول کار ماشینکاری اولتراسونیک
زمان صرف شده در دستگاه اولتراسونیک بستگی به فرکانس ابزار ارتعاشی دارد. همچنین بستگی به اندازه دانه های دوغاب ساینده ، سفتی و ویسکوزیته نیز دارد. دانه های مورد استفاده در مایع ساینده معمولاً کاربید بور یا کاربید سیلیکون هستند زیرا نسبت به بقیه سفت هستند. اگر ویسکوزیته مایع دوغاب کمتر باشد ، ساینده مورد استفاده به راحتی قابل حمل است.
مزایا و معایب ماشینکاری مافوق صوت
با مزایا و معایب فرآیند ماشینکاری به منظور تصمیم گیری درست آشنا شوید:
مزایا:
مواد بسیار سخت و شکننده را می توان به راحتی ماشینکاری کرد.
پروفیل های بسیار دقیق و سطح خوب را می توان به راحتی بدست آورد.
قطعه کار ماشینکاری بدون استرس است.
میزان حذف فلزات پایین است.
به دلیل عدم تولید گرما در این فرآیند ، خواص فیزیکی مواد کار بدون تغییر باقی می ماند.
عملیات بدون سر و صدا است.
عملکرد تجهیزات کاملاً ایمن است.
معایب:
سرعت حذف فلزات پایین است.
هزینه تجهیزات اولیه بالاتر از ماشین آلات معمولی است.
این فرآیند برای حذف فلزات سنگین مناسب نیست
هزینه ابزارآلات نیز زیاد است.
در ماشینکاری مواد نرمتر با مشکلاتی روبرو می شویم
مصرف برق بسیار بالاست.
اندازه حفره قابل ماشینکاری محدود است.
ماشین آلات التراسونیک آینده ماشینکاری هستند که در سراسر جهان برای ایجاد اشکال سخت و شکننده از مصالح صنعتی استفاده می شود. بسیاری از عملیات را می توان با دستگاه اولتراسونیک انجام داد که می تواند به طرق مختلف به نفع صنعتگران باشد. فناوری های پیشرفته راه حلی را ایجاد می کنند که به ایجاد فرصت های جدید در بازار کمک کرده و کارها را آسان کرده است.
نتیجه
ماشینکاری التراسونیک مزایای زیادی در صنایع تولیدی دارد. امیدوارم همه چیز در مورد USM را پوشش داده باشم. اگر سوالی در مورد این موضوع دارید می توانید در نظرات بپرسید.
اگر این مقاله مفید بود ، لطفاً آن را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.
