Zvukové vlny s frekvencemi nad 20 kHz se nazývají ultrazvukové vlny. Ultrazvukové obrábění je speciální metoda zpracování, která využívá ultrazvukové vibrace k přidání vysokofrekvenční vibrační energie do procesu obrábění.
Během procesu je nástroj vystaven ultrazvukovým vibracím a povrch obrobku je nepřetržitě bušen vysokofrekvenčními vibracemi více než 20 000krát za sekundu, což obrobek postupně rozbíjí. Nástroj je postupně pronikán do materiálu, což vytváří tvar obrobku.
Ultrazvukové obrábění
Vlastnosti a výhody ultrazvukového obrábění
Dokončení a přesnost zpracování jsou dobré. Protože ultrazvukové obrábění je založeno na okamžitém místním dopadu brusiva, má nástroj malou makrořeznou sílu a malé řezné teplo, které nezpůsobí deformaci a popálení povrchu, aby bylo dosaženo lepší přesnosti dokončování a zpracování. Je také vhodný pro obrábění tenkostěnných, úzkých švů a dílů s nízkou tuhostí, které nemohou nést velké mechanické namáhání.
Je vhodný pro tvrdé křehké a těžko zpracovatelné materiály. Konečná řezná síla je primární podmínkou pro zajištění procesu ultrazvukového broušení a vrtání tvrdých a křehkých materiálů. Ve srovnání s běžným obráběním může metoda a princip ultrazvukového obrábění výrazně snížit řeznou sílu, řezné teplo a zatížení nástroje na povrchu obrobku a může výrazně zlepšit účinnost zpracování tvrdých materiálů a zajistit vysokou účinnost zpracování tvrdých křehkých materiálů, jako je sklo, keramika, safír a karbid křemíku Vysoce kvalitní řešení.
Snadno se zpracovává a leští drobné otvory. Ve srovnání s běžnou metodou obrábění mikrootvorů není snadné odstranit třísky a nízkou sílu nástroje a frekvence ultrazvukového obrábění je vysoká. Může odstraňovat materiály více než 20000krát za sekundu, snížit řeznou sílu, snížit poškození nástroje, zajistit efektivitu obrábění a zlepšit kvalitu povrchu.
Není třeba měnit strukturu stroje. S rozvojem technologie ultrazvukového obrábění může být ultrazvukový systém navržen v miniaturizaci a modularizaci. Je vhodný pro různé typy obráběcích strojů. Má nízký práh a lze jej rychle nasadit.
Ultrazvukový obráběcí systém vyvinutý špičkovým super nezávisle vyvinutým domácí ultrazvukovou technologií a jeho dodavatel produktů nemusí měnit strukturu stroje. Je třeba vyměnit pouze vřeteno nebo rukojeť, může bezproblémově komunikovat s původním CNC obráběcím strojem a pomoci upgradovat tradiční obráběcí stroj a realizovat ultrazvukové zpracování.
Lze jej kombinovat s jinými metodami zpracování a vytvořit tak kompozitní zpracování. Lze jej kombinovat s EDM, elektrolýzou, řezáním a broušením za vzniku kompozitního obrábění. Metoda kompozitního obrábění může zlepšit stav elektrického nebo řezání a zlepšit efektivitu a kvalitu obrábění.
Aplikace ultrazvukového obrábění
Ultrazvukové obrábění se postupně stalo důležitým prostředkem ke zlepšení efektivity obrábění. Z aplikačního průmyslu se ultrazvukové zpracování používá hlavně v 3C, leteckém a kosmickém průmyslu, obraně a vojenském průmyslu, 5g nových materiálů, nové energetice a dalších průmyslových odvětvích.
Například:
3C průmysl, se zlepšením požadavků na kvalitu produktů 3C, podporoval vývoj produktů 3C, jako jsou mobilní telefony, směrem k vysoké integraci a vysoké přesnosti. Produkt se však rychle aktualizuje, struktura se zmenšuje a zvyšuje se obtížnost upřesnění zpracování a kvality povrchu. Ultrazvukové zpracování může pomoci vytvořit přesnou výrobu a zvýšit efektivitu.
Letecký a kosmický průmysl s vysokými požadavky na kvalitu, důležité materiály, jako je uhlík-uhlík, kompozit a uhlíková vlákna, mají vysokou pevnost, nízkou hustotu, odolnost proti vysoké teplotě a odolnost proti korozi, ale jeho vysoká pevnost, vysoký modul pružnosti a odolnost proti opotřebení se obtížně zpracovávají a jsou není snadné řezat, snadno se sbalit a rychle se opotřebovávat. Ultrazvukové obrábění může snížit zatížení nástroje, zlepšit fenomén otřepů a realizovat kvalitu a účinnost obrábění.
Uhlíkové uhlíkové kompozitní materiály s vynikajícím ultrazvukovým zpracováním
Z materiálového hlediska má ultrazvukové zpracování zjevný účinek na řešení obtížných problémů zpracování tvrdých a křehkých materiálů. V současné době se používá hlavně při vrtání, drážkování, odjehlování velkých dílů a leštění povrchu matric tvrdých křehkých materiálů, jako je sklo, keramika, safír a karbid křemíku.
Se zlepšením kvality a poptávky po nových materiálech, těžko zpracovatelných materiálech, tvrdě pracujících strukturách a površích bude mít ultrazvukové obrábění širší perspektivu použití.