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La méthode d'usinage de vibration ultrasonique est une technique de coupe efficace pour matériaux difficiles tomachine. Il est constaté que l'USM mécanisme est influencée par ces paramètres importants.
Oscillation de l'amplitude de l'outil(A0)
La fréquence de l'outil oscillation(f)
Matériau de l'outil
Type d'abrasif
La taille des grains ou de grosseur de grain de l'abrasifs - d0
Force d'alimentation - F
Zone de contact de l'outil - un
Le volume de la concentration de produits abrasifs dans l'eau bouillie - C
Ratio de la dureté de la pièce à l'outil de dureté ; λ=σw/σt
| Le point |
Le paramètre |
| Abrasif | Le carbure de bore, oxyde d'aluminium et le carbure de silicium |
| Grosseur de grain(d0) | 100 - 800 |
| Fréquence de vibration (f) | 19 - 25 kHz |
| L'amplitude de vibration (A) | 15 - 50 µm |
| Matériau de l'outil | Acier doux en alliage de titane |
| Ratio d'usure | Ordinateur de poche Tungsten 1.5:1 et le verre de 100:1 |
| L'écart overcut | 0,02-0,1 mm |
En revanche, l'usinage à ultrasons est un non-thermique, de la non-chimiques et processus d'usinage non électrique qui laisse la composition chimique, du matériel la microstructure et propriétés physiques de la pièce à usiner inchangé. Parfois appelé impact ultrasonique le meulage (UIG) ou une vibration de coupe, l'UM processus peut être utilisé pour générer un large éventail de fonctionnalités complexes dans les matériaux avancés.
UM est un processus de suppression de matériel mécanique qui peut être utilisé pour l'usinage les deux conducteurs et des matériaux non métalliques avec duretés de plus de 40 HRC (Dureté Rockwell mesurée dans l c l'échelle). Le processus d'UM peut être utilisé pour la précision machine micro-fonctions, ronde et orifices de forme étrange, aveugle des cavités et OD/ID de fonctionnalités. De multiples fonctionnalités peuvent être percés en même temps, souvent réduire la quantité totale de l'usinage beaucoup de temps .
Haute fréquence, de faible amplitude et l'énergie est transmise à l'outil assemblée. Un flux constant d'abrasif le lisier passe entre l'outil et de la pièce. La vibration de l'outil, combiné avec l'abrasif le lisier, abrades uniformément le matériau, laissant une image inversée précis de l'outil Forme. L'outil ne doit pas entrer en contact avec le matériel ; seuls les grains abrasifs contact de la pièce.
Dans le processus d'UM, un signal électrique de basse fréquence est appliqué à un transducteur, qui convertit l'énergie électrique en haute-fréquence (~20 KHz) à des vibrations mécaniques (voir la figure 2). Cette énergie mécanique est transmis à un avertisseur sonore et l'outil de montage et les résultats dans un unidirectionnel de vibration de l'outil à la fréquence ultrasonore avec une amplitude connus. La norme de l'amplitude de vibration est généralement inférieure à 0.002 in. Le niveau de puissance pour ce processus est dans la plage de 50 à 3000 watts. La pression est appliquée à l'outil sous la forme de la charge statique.
Un flux constant d'abrasif le lisier passe entre l'outil et la pièce. Couramment utilisés comprennent des abrasifs diamant, le carbure de bore, carbure de silicium et alumine, et les grains abrasifs sont suspendues dans l'eau ou d'une solution chimique approprié. En outre à fournir des produits abrasifs du grain à la zone de découpe, le lisier est utilisé pour éliminer les débris. La vibration de l'outil, combiné avec l'abrasif le lisier, abrades le matériau de manière uniforme, laissant une image inversée précis de l'outil Forme.
L'usinage à ultrasons est un processus d'usinage abrasif lâche qui exige une très faible force appliquée à l'abrasif de grains, ce qui conduit à la réduction des exigences matérielles et un minimum d'aucun dommage à la surface. Enlèvement de matière au cours de l'UM processus peuvent être classés en trois mécanismes : l'abrasion mécanique par le martèlement directe de l'abrasif de particules dans la pièce (majeur), micro-écaillage par le biais de l'impact de l'abrasifs à déplacement libre (mineure), et de la cavitation de l'érosion et de produits chimiques induites par l'effet (MINEUR).2
Taux de retrait de matériel et de la rugosité de surface générée sur la surface usinée dépendent des propriétés du matériau et de paramètres de processus, y compris le type et taille de grain abrasif à l'emploi et de l'amplitude des vibrations, ainsi que du matériel de porosité, de dureté et de ténacité. En général, le taux d'élimination du matériel sera inférieur pour les matériaux à haute dureté matérielle (H) et la ténacité (KIC).
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