nouvelles de l'entreprise Introduction de l'usinage ultrasonique

Principe de fonctionnement de l'usinage ultrasonique

La figure montre l'opération d'usinage ultrasonique. L'oscillateur et l'amplificateur électroniques, également connus sous le nom de générateur, convertit l'énergie électrique disponible de basse fréquence en puissance à haute fréquence de l'ordre de 20 kilohertz qui est fourni au transducteur.

Le transducteur fonctionne par striction de magnétron. L'alimentation d'énergie à haute fréquence active la pile du matériel magnétostrictif qui produit le mouvement vibratoire longitudinal de l'outil. L'amplitude de cette vibration est insuffisante pour couper des buts. Ceci est donc transmis à l'outil pénétrant par un dispositif de focalisation mécanique qui fournit une vibration intense de l'amplitude désirée à l'extrémité d'outil.

Le dispositif de focalisation mécanique s'appelle parfois un transformateur de vitesse. C'est une jambe conique ou a appelé le “klaxon”. C'est extrémité supérieure étant maintenue ou soudée au visage inférieur du matériel magnétostrictif. Son plus bas de gamme est donné en moyens pour fixer l'outil.

Toutes ces parties, y compris l'outil fait d'acier inoxydable à faible teneur en carbone ou à la forme de la cavité désirée, agissent en tant qu'un corps élastique transmet les vibrations à l'astuce de l'outil.

Les abrasifs utilisés généralement sont

oxyde d'aluminium (alumine), carbure de bore, carbure de silicium, et poussière de diamant. Le bore est le matériel abrasif le plus cher et est plus adapté à la coupe du carbure de tungstène, de l'acier à outils et des gemmes. Le silicium trouve la plupart d'application. Pour le verre taillé et la céramique, l'alumine est trouvée comme meilleur.

La boue abrasive est écartée à l'interface de travail-outil par le pompage. Un système de refroidissement réfrigéré est employé pour refroidir la boue abrasive à une température de 5 à 6 °C. Une bonne méthode est de maintenir la boue dans un bain dans la zone de coupure.

La taille de l'abrasif varie entre 200 poussières abrasives et 2000 poussières abrasives. Les catégories brutes sont bonnes pour le dégrossissage, tandis que des catégories plus fines, disent la poussière abrasive 1000, sont utilisées pour finir. Des abrasifs frais ont coupé meilleur et la boue, donc, pour être remplacés périodiquement

Exactitude

La vitesse maximale de la pénétration en matériaux mous et fragiles tels que la céramique molle sont de l'ordre de la minute de 20 millimètres, mais pour les matériaux durs et durs, le taux de pénétration est inférieur. L'exactitude dimensionnelle jusqu'à t0.005 millimètre est possible et des finitions extérieures vers le bas à une teneur en Ra de 0.1-0.125 micron peuvent être obtenues.

Un rayon faisant le coin minimum de 0,10 millimètres est possible pour finir l'usinage. La gamme des tailles des machines d'USM varie d'un type portatif léger ayant une entrée environ de 20 W aux machines lourdes prenant à une entrée jusqu'à 2 kilowatts.

Limitations du processus

La limitation principale du processus est son métal relativement bas coupant des taux. Le taux maximum d'enlèvement en métal est 3 mm®/s et la puissance est haute. La profondeur des trous cylindrique est actuellement limitée à 2,5 fois le diamètre de l'outil.

L'usage de l'outil augmente l'angle du trou, alors que les coins pointus deviennent arrondis. Ceci implique que le remplacement d'outil est essentiel dans la production des trous borgnes précis. En outre, le processus est limité, sous sa forme actuelle à la machine sur des surfaces comparativement de petite taille.

Développement récent

Récemment une nouveauté dans l'usinage ultrasonique a eu lieu dans lequel un outil imbibé de la poussière de diamant est utilisé et aucune boue n'est employée. L'outil a oscillé aux ultrasons aussi bien qu'a tourné. S'il n'est pas possible de tourner l'outil l'objet peut être tourné.

Cette innovation a enlevé certains des inconvénients du processus conventionnel en forant les trous profonds. Par exemple, les dimensions de trou peuvent être gardées à moins de +0,125 millimètres. Des trous jusqu'à 75 millimètres de profondeur ont été forés dans la céramique sans n'importe quelle chute dans le taux d'usinage en tant qu'est éprouvés dans le processus conventionnel.

Application de l'usinage ultrasonique

La simplicité du processus le rend économique pour un large éventail d'applications comme :

· Présentant les trous ronds et les trous de toute forme pour lesquels un outil peut être fait. La gamme des formes accessibles peut être augmentée en déplaçant l'objet pendant la coupe.

· Dans des opérations d'usinage opérations comme le forage, meulage, profilage et fraisage sur tous les matériaux conduisant et non conducteurs.

· Usinage en verre, en céramique, tungstène et tout autre carbure dur, pierres gemmes telles que le rubis synthétique.

· En coupant des fils dans les composants faits de métaux et alliages durs approximativement en tournant et en traduisant l'objet ou l'outil.

· En faisant des matrices de tréfilage de carbure et de diamant de tungstène et des matrices pour la forge et les processus d'extrusion.

· Permettant à un dentiste de forer un trou de toute forme sur des dents sans créer toute douleur.

Avantages de l'usinage ultrasonique

· Des matériaux extrêmement durs et fragiles peuvent être facilement usinés.

· Des profils fortement précis et la bonne finition extérieure peuvent être facilement obtenus.

· L'objet usiné est exempt d'efforts.

· Le taux d'enlèvement en métal est bas.

· En raison de pratiquement aucune génération de chaleur dans le processus, les propriétés physiques du matériel de travail demeurent sans changement.

· L'opération est silencieuse.

· Le fonctionnement de l'équipement est tout à fait sûr.