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Principio de funcionamiento de trabajar a máquina ultrasónico

La figura muestra la mecanización ultrasónica. El oscilador y el amplificador electrónicos, también conocidos como el generador, convierte la energía eléctrica disponible de baja fricción al poder de alta frecuencia del orden de 20 kilociclos que se suministra al transductor.

El transductor actúa por el striction del magnetrón. La fuente de alimentación de alta frecuencia activa la pila del material magnetostrictivo que produce el movimiento vibratorio longitudinal de la herramienta. La amplitud de esta vibración es inadecuada para cortar propósitos. Esto, por lo tanto, se transmite a la herramienta penetrante a través de un dispositivo de concentración mecánico que proporcione una vibración intensa de la amplitud deseada en el extremo de la herramienta.

El dispositivo de concentración mecánico a veces se llama un transformador de la velocidad. Esto es una caña afilada o llamó el ‘cuerno’. Es extremo superior que es afianzado con abrazadera o soldado a la cara más baja del material magnetostrictivo. Su más bajo se proporciona los medios para asegurar la herramienta.

Todas estas partes, incluyendo la herramienta hecha del acero con poco carbono o inoxidable a la forma de la cavidad deseada, actúan como un cuerpo de elástico transmiten las vibraciones a la extremidad de la herramienta.

Los abrasivos de uso general son

óxido de aluminio (alúmina), carburo del boro, carburo de silicio, y polvo de diamante. El boro es el material abrasivo más costoso y es más adecuado al corte del carburo de tungsteno, del acero de herramienta y de las gemas. El silicio encuentra la mayoría del uso. Para el vidrio que corta y la cerámica, el alúmina se encuentra como el mejor.

La mezcla abrasiva es separada al interfaz de la trabajo-herramienta bombeando. Un sistema de enfriamiento refrigerado se utiliza para refrescar la mezcla abrasiva a una temperatura de 5 a 6 °C. Un buen método es mantener la mezcla un baño en la zona que corta.

El tamaño del abrasivo varía entre 200 arenas y 2000 arenas. Los grados gruesos son buenos para el desbaste, mientras que grados más finos, dicen la arena 1000, se emplean para acabar. Los abrasivos frescos cortaron mejor y la mezcla, por lo tanto, para ser substituidos periódicamente

Exactitud

La velocidad máxima de la penetración en materiales suaves y frágiles tales como cerámica suave está del orden del minuto de 20 milímetros, pero para los materiales duros y duros, el índice de penetración es más bajo. La exactitud dimensional hasta t0.005 milímetro es posible y los finales superficiales abajo a un valor del Ra de 0.1-0.125 micrones pueden ser obtenidos.

Un radio de la esquina mínimo de 0,10 milímetros es posible acabar de trabajar a máquina. La gama de tamaños de las máquinas del USM varía de un tipo portátil ligero que tiene una entrada de cerca de 20 W a las máquinas pesadas que toman a una entrada hasta 2 kilovatios.

Limitaciones del proceso

La limitación principal del proceso es sus tarifas para corte de metales relativamente bajas. La tarifa máxima del retiro del metal es 3 mm®/s y el consumo de energía es alto. La profundidad de agujeros cilíndricos se limita actualmente a 2,5 veces el diámetro de la herramienta.

El desgaste de la herramienta aumenta el ángulo del agujero, mientras que las esquinas agudas se redondean. Esto implica que el reemplazo de la herramienta es esencial en la producción de agujeros ciegos exactos. También, el proceso es limitado, en su actual forma a la máquina en superficies de comparativamente tamaño pequeño.

Reciente desarrollo

Una novedad en trabajar a máquina ultrasónico ha ocurrido recientemente en el cual una herramienta impregnada con polvo de diamante se utiliza y no se utiliza ninguna mezcla. La herramienta ha oscilado en las frecuencias ultrasónicas así como giró. Si no es posible girar la herramienta el objeto puede ser girado.

Esta innovación ha quitado algunas de las desventajas del proceso convencional en la perforación de los agujeros profundos. Por ejemplo, las dimensiones del agujero se pueden guardar a +0,125 milímetros. Los agujeros hasta 75 milímetros de profundidad se han perforado en cerámica sin ninguna caída en el índice de trabajar a máquina como se experimentan en el proceso convencional.

Uso de trabajar a máquina ultrasónico

La simplicidad del proceso hace económico para una amplia gama de usos por ejemplo:

· Introduciendo los agujeros redondos y los agujeros de cualquier forma para los cuales una herramienta puede ser hecha. La gama de formas obtenibles puede ser aumentada moviendo el objeto durante el corte.

· En mecanizaciones como la perforación, operaciones del pulido, del perfilado y moler en todos los materiales que conducen y no conductores.

· El trabajar a máquina de cristal, de cerámica, el tungsteno y el otro carburo duro, piedras preciosas tales como rubí sintético.

· En cortar los hilos en los componentes hechos de metales y de aleaciones duros aproximadamente girando y traduciendo el objeto o la herramienta.

· En la fabricación de dados del trefilado del carburo y del diamante de tungsteno y de los dados para forjar y los procesos de la protuberancia.

· Permitiendo a un dentista perforar un agujero de cualquier forma en los dientes sin crear ningún dolor.

Ventajas de trabajar a máquina ultrasónico

· Los materiales extremadamente duros y frágiles pueden ser trabajados a máquina fácilmente.

· Los perfiles altamente exactos y el buen final superficial pueden ser obtenidos fácilmente.

· El objeto trabajado a máquina está libre de tensiones.

· La tarifa del retiro del metal es baja.

· Debido a prácticamente ninguna generación de calor en el proceso, sigue habiendo las propiedades físicas del material del trabajo sin cambiar.

· La operación es silenciosa.

· La operación del equipo es muy segura.