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一、原理:
超聲波輔助加工是利用超聲波的高頻振動作用于工件表面,改變工件的物理和化學(xué)性質(zhì),從而加速加工過程并提高加工質(zhì)量的一種加工方式。
超聲波輔助加工原理主要基于超聲波的高頻振動作用,通過改善和增強傳統(tǒng)加工過程來實現(xiàn)高效、高質(zhì)的加工。以下是對其原理的詳細(xì)闡述:
1.振動傳遞:
-利用超聲波的頻率高和振幅小的特點,通過超聲波振蕩器將機械振動轉(zhuǎn)化為超聲波的振動。
-通過耦合件,將超聲波有效地傳遞到工件表面。
2.超聲波作用:
-在超聲波的傳遞過程中,會產(chǎn)生劇烈的空化效應(yīng)。即,在超聲波的振動周期中,會形成和崩潰氣泡,這一過程中產(chǎn)生的沖擊波能夠產(chǎn)生高頻高能量的力量。
-這種力量能夠改變傳統(tǒng)加工過程中的摩擦、變形和切削力等物理現(xiàn)象,從而提高加工效率和改善加工質(zhì)量。
3.加工液中的效果:
-由于超聲波的高頻振動,加工液中的渦流、湍流等效應(yīng)會加強,這有助于加速削除物料的速度,從而提高加工效率。
4.輔助效果:
-超聲振動對于不同的加工過程具有不同的輔助效果。
-在切削加工中,能夠減小切削力、降低切削溫度,防止刀具磨損。
-在焊接中,能夠提高焊接速度、增強焊縫質(zhì)量。
-在復(fù)合材料加工中,能夠改善切削性能、提高材料的切削強度等。
5.懸浮液的作用:
-在超聲波加工中,通常會在工件和工具之間注入液體(如水或煤油等)和磨料混合的懸浮液。
-工具對工件保持一定的進給壓力,并作高頻振蕩,頻率通常在16~30kHz,振幅為0.01~0.15mm。
-磨料在工具的超聲振蕩作用下,以較高的速度不斷地撞擊工件表面,使工件材料在瞬間高壓下產(chǎn)生局部破碎。
-懸浮液的循環(huán)流動使磨料不斷得到更新,同時帶走被粉碎下來的材料微粒。
通過上述原理的作用,超聲波輔助加工能夠有效地改善和增強傳統(tǒng)加工過程,提高加工效率和加工質(zhì)量,并在不同領(lǐng)域和加工過程中展現(xiàn)出其優(yōu)勢。
二、特點如下:
1.提高加工效率。由于超聲波的高頻振動可以使加工液中的渦流、湍流等效應(yīng)加強,從而加速削除物料的速度,提高加工效率。
2.增強加工精度。超聲波輔助加工可以使加工液中的精細(xì)顆粒過濾掉,從而避免刃口堵塞,保證加工精度。
3.減少加工熱損傷。超聲波的振動作用可以使加工液中的溫度分布均勻,避免局部過熱,從而減少加工熱損傷。
4.減少工具磨損。超聲波輔助加工可以使切削力和摩擦力減小,從而減少工具磨損,延長工具壽命。
5.適用于難加工材料的加工。超聲波輔助加工可以對難加工材料如陶瓷、石墨、玻璃等進行加工,提高加工成功率。
6.無需大量冷卻液。超聲波輔助加工可以讓加工液的使用量減少,減少環(huán)境污染和成本支出。
三、產(chǎn)品優(yōu)勢:
1.提供超聲波縱向和橫向振動,滿足客戶微弱振幅要求。
2.可安裝于各類異形測試工件,且不易報警。
3.三重自動保護,安全可靠:設(shè)備采用過流、過壓、過熱三重自動保護,智能化控制,安全可靠。
4.人性化設(shè)計,自動化控制:控制儀器能夠自動進行頻率跟蹤;自動監(jiān)測換能器的工作狀態(tài)和設(shè)備的負(fù)載狀態(tài),及時跟隨響應(yīng);當(dāng)設(shè)備處于空載工作時能自動發(fā)出聲光報警信號,并切斷電源保護設(shè)備運行。
5.自主研發(fā)產(chǎn)品,售后有保障。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1、加工生產(chǎn):用于制造各種零部件及產(chǎn)品的加工,如飛機、汽車、電器等產(chǎn)品的零部件制造。
2、精密加工:在電子元件、醫(yī)療器械、鐘表等精密產(chǎn)品的制造中發(fā)揮著重要作用。
3、清洗處理:超聲波清洗是高效節(jié)能和綠色環(huán)保的技術(shù)手段,可用于清洗機器零件、玻璃器皿、金屬零件等。
4、軟物料處理:如醫(yī)用棉、食品、生物學(xué)樣品等的加工處理。
5、醫(yī)療領(lǐng)域:如超聲波膠囊內(nèi)鏡、超聲治療等。
6、焊接應(yīng)用:超聲波焊接機被廣泛應(yīng)用于醫(yī)械、包裝、汽配、漁具等行業(yè)。
7、工程建設(shè):超聲檢測可用于多種類型鋼材、高壓容器、機械部件等的探傷和測量。
8、食品加工:如超聲結(jié)晶可以修飾食品的質(zhì)鉤和提高食品的品質(zhì),超聲萃取可提高水果蔬菜等汁液產(chǎn)量、質(zhì)量和過濾速度等。