Ультразвуковая обработка

Ультразвуковая обработка (УЗО) материалов является разновидностью механической обработки. Размерная УЗО состоит в следующем (рис. 4.28).

Заготовки обрабатывают в ванне, заполненной суспензией, состоящей из воды и абразивного материала - карбида бора, кремния или электрокорунда. Суспензию прокачивают через ванну с целью удаления продуктов обработки и предотвращения оседания абразивных зерен.

Рис. 4.68. Схема ультразвуковой обработки

Колебательные движения пуансона передаются абразивным зернам, получающим значительные ускорения в направлении обрабатываемой поверхности заготовки. Ударяясь о поверхность, абразивные зерна скалывают микрочастицы обрабатываемого материала. Большое число одновременно ударяющихся абразивных зерен, а также высокая частота ударов обуславливают интенсивный съем материала.

Разрушению обрабатываемого материала в зоне обработки способствует также явление кавитации. Кавитация - процесс образования газовых или воздушных пузырьков в жидкости, в частности, под воздействием ультразвуковых колебаний: захлопывание пузырьков вызывает гидравлические удары, способные разрушить твердые и хрупкие материалы, т.к. в момент захлопывания давление в пузырьках достигает сотен атмосфер.

В устройствах для УЗО используется явление магнитострикции, т.е. способности ферромагнитных материалов (никель, железокобальтовые сплавы, ферриты и др.) изменять размеры поперечного сечения и длину в переменном магнитном поле. Колебания магнитострикционного сердечника возбуждает генератор ультразвуковой частоты и источник постоянного тока.

Ультразвуковым методом эффективно обрабатывать хрупкие и твердые материалы: алмазы, стекло, керамику, кремний, кварц и т.п.; УЗО позволяет получать фасонные поверхности, отверстия малой формы, гравировать, разрезать заготовки и т.д.

Технологические параметры УЗО: производительность при обработке стекла 5...20мм/мин, точность 0,05...0,1мм. Шероховатость поверхности зависит от зернистости абразивных зерен и соответствует шероховатости поверхностей, обработанных шлифованием.