超音波加工：部品、加工、用途、PDFの利点

超音波センサー、超音波流量計、超音波検査などについて聞いたことがあるはずです。今日は、「超音波機械加工」と呼ばれる別のタイプの非伝統的な機械加工プロセスを紹介します。」USMとも呼ばれます。
超音波加工のPDFコピーをダウンロード 記事の最後にあります。

超音波加工とは何ですか？

超音波加工プロセスは、高周波工具がノズルを介して研磨剤スラリーを間に挟んで被削材に対して振動する非従来型の加工プロセスです。
CNCマシンのような従来の機械とは異なり、超音波加工プロセスはセラミック、鋼、貴石などの機械加工材料に使用できます。

超音波加工の動作原理

超音波加工プロセスは、研磨ジェット加工プロセスに似ています。

超音波加工の構築

電源
高周波発生器
電気機械変換器
超音波振幅トランス
ツールホルダー
ツール
研磨剤スラリー
ポンプ

電源

超音波加工プロセスでは、動作のために交流電源が必要です。

高周波発生器

高周波発生器は、AC電流の50〜60Hzの周波数を、20,000〜40,000Hzの範囲の周波数にまで高めます。

電気機械式トランスデューサー

電気機械式トランスデューサーは、高周波発生器から電流を受け取り、それを機械的振動に変換します。

超音波振幅トランス

これは、電気機械変換器によって生成される振動を増幅するために使用されます。「ホーン」とも呼ばれます。

ツールホルダー

超音波振幅トランスの端には、ツールホルダーがあります。名前が示すように、ツールホルダーは操作中にツールを一箇所にしっかりと保持します。

ツール

工具はステンレス鋼、軟鋼などの材料で構成されています。また、工具はワークピースに形成されるキャビティの形状になっています。

研磨剤スラリー

研磨スラリーは、炭化ケイ素、アルミナ、炭化ホウ素などの研磨粒子を水または油と混合したものです。
研磨粒子により、ワークピースの材料が侵食されます。

ポンプ

遠心ポンプを使用して、研磨剤スラリーを希望の圧力でワークピースにポンプで送ります。

超音波加工プロセスの動作

電源をオンにすると、AC電流が高周波発生器を流れ、周波数が20 kHz〜40kHzに増幅されます。

出典– Four30、CC BY-SA 4.0、ウィキメディアコモンズ経由

この高周波AC電流は、電流を機械的振動に変換する電気機械式トランスデューサーに渡されます。
これらの振動は増幅され、ツールに転送されます。
研磨剤スラリーは、工具とワークピースの間で連続的にポンプで送られます。
工具の振動により、研磨剤スラリーがワークピースに衝突します。スラリーの研磨作用により、ワークピースが少しずつ除去されます。
これが、超音波加工プロセスの仕組みです。
超音波加工プロセスのこの30分の長さのアニメーションビデオをご覧ください：

超音波加工の利点

超音波加工は、脆い材料を加工することができます。
良好な表面仕上げが得られます。
非常に正確です。
運用は経済的です。
導電性材料と非導電性材料の両方を使用できます。

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超音波加工の制限。

超音波加工は多くの電力を消費します。
金属除去率が低いです。
研磨剤スラリーは定期的に交換する必要があります。
高い初期投資。
ツールチップは摩耗の影響を受けやすいため、寿命が短くなります。

超音波加工のアプリケーション

超音波加工は、脆い材料の加工に使用されます。
脆性材料の粉砕。
ステップドリル
ドリル穴。
彫刻。
細かく複雑な形状を作成します。
タングステン、カーバイド、貴石などの機械加工材料。

┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅これが超音波加工の概要です。コメントであなたの考えを教えてください。
それまでは、別の興味深い記事で戻ってきます。

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