超音波加工：原理、動作、機器、アプリケーション、長所と短所

今日は、超音波加工、原理、作業、機器、用途、長所と短所について、その図で学びます。超音波機械加工は、脆くて硬い材料を機械加工するために使用される非伝統的な機械加工プロセスです。この機械加工プロセスは、EDM表面を仕上げるために1950年に登場しました。現在、このプロセスは、低コスト、発熱がなく、効果的な機械加工により、多くの産業で金属の除去に使用されています。

超音波加工：

原則：

それは超音波溶接の同じ原理で動作します。この機械加工は、超音波を使用して、研磨剤の駆動力として機能する低振幅の高周波力を生成します。超音波装置は、周波数が約20000〜30000 Hz、振幅が約25〜50ミクロンの高周波振動波を生成します。研磨粒子へのこの高周波振動伝達は、研磨スラリーに含まれています。これにより、研磨粒子のへこみが脆いワークピースにつながり、接触面から金属が除去されます。

機器：

電源：

ご存知のように、この機械加工には高周波の超音波が必要です。そのため、このプロセスには高周波高電圧電源が必要です。本機は、低周波電圧（60Hz）を高周波電圧（20kHz）に変換します。

磁歪トランスデューサ：

ご存知のように、トランスデューサーは電気シングルを機械的振動に変換する装置です。超音波加工では、磁歪式トランスデューサーを使用して機械的振動を発生させます。このトランスデューサーはニッケルまたはニッケル合金で作られています。

ブースター：

トランスデューサーによって生成された機械的振動はブースターを通過し、ブースターはそれを増幅してホーンに供給します。

ツール：

超音波加工で使用される工具は、研磨粒子による押し込みが脆性破壊を引き起こさないようなものでなければなりません。したがって、ツールは、鋼、ステンレス鋼などのような丈夫で丈夫で延性のある材料で作られています。

ツールホルダーまたはホーン：

名前が示すように、このユニットはツールをトランスデューサーに接続します。増幅された振動をブースターからツールに伝達します。耐久限度が高いはずです。

研磨剤スラリー：

超音波加工で研磨剤スラリーとして使用される研磨剤粒子の水性スラリー。このスラリーの研磨粒子には、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ホウ素が使用されています。 USMでは、スラリーの供給と戻りのメカニズムも使用されています。

作業プロセス：

これで、超音波加工の基本的な部分と考え方について理解できました。この機械加工では、ワークピース上の研磨粒子のくぼみによって材料が除去されます。以下のように動作します。

超音波マシニーの図

最初に、低周波電流が電源を通過します。この低周波電流は、一部の電気機器を介して高周波電流に変換されます。
この高周波電流はトランスデューサーを通過します。トランスデューサーは、この高周波電気シングルを高周波機械振動に変換します。
この機械的振動はブースターを通過します。ブースターはこの高周波振動を増幅してホーンに送ります。
ツールホルダーとも呼ばれるホーンは、この増幅された振動をツールに伝達し、ツールを超音波周波数で振動させます。
ツールが振動すると、研磨粒子がこの高周波で振動します。この研磨粒子がワークピースに衝突し、ワークピースから金属を取り除きます。

これが超音波加工の全作業プロセスです。

アプリケーション：

この機械加工は、超硬、セラミック、ガラスなどの硬くて脆い材料を機械加工するために使用されます。
これは、ドリルの金型や工具、伸線機などの加工に使用されます。
亜硝酸シリコンタービンブレードの製造に使用されます。
ダイヤモンドを希望の形にカットするために使用されます。
導電性が低いためECMやEDMでは加工できない非導電性の硬い材料を加工する加工に使用されます。

長所と短所：

利点：

この方法で硬い材料を簡単に加工できます。
作業中に発熱がないため、加工硬化やワーク構造の変化の問題がありません。
EDMのECMでは加工できない非導電性金属または非金属を加工できます。
大きなサイズのチップは形成されません。

デメリット：

他の機械的プロセスよりもかなり遅いです。
研磨粒子がワークピースとツールの両方に影響を与えるため、ツールの摩耗が大きくなります。
硬い材料しか加工できません。この方法では延性のある金属を加工することはできません。
深い穴を開けるのには使用できません。

これはすべて、超音波加工の原理、動作、機器、用途、長所と短所に関するものです。この記事に関して質問がある場合は、コメントして質問してください。この記事が気に入ったら、ソーシャルネットワークで共有することを忘れないでください。より興味深い記事については、当社のWebサイトを購読してください。読んでくれてありがとう。

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