超声波刀柄的应用及优势

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针对近年来航空航天、汽车、3C等行业涉及到的难加工材料、蜂窝复合材料、软体材料、太阳能基体材料等加工难题,我公司研发并生产的超声波振动切削装置能改善零超声振动切削技术,是把超声波振动的力有规律地加在刀具上,使刀具周期性地切削和离开工件的加工技术,是结合超声波技术和传统切削工艺的一种新型切削技术。主要包含超声ELID复合高效镜面磨削装备、空间椭圆超声超精密车削装备、超声频-低频复合振动钻削装备、齿轮齿根/齿面超声振动强化装备、超声系列刀柄及超声刀具等,实现难加工零件高品质加工。项目组持续二十余年围绕超声加工装备及其高效加工技术与应用开展研究,形成了一系列具有自主知识产权的原创性成果。

二、超声波振动切削原理

超声振动切削,是使刀具以 20-40KHz 的频率,沿切削方向高速振动的一种特种切削技术。超声振动切削从微观上看是一种脉冲切削, 在一个振动周期中,刀具的有效切削时间很短,一个振动周期内绝大部分时间里刀具与工件切屑完全分离,刀具与工件切屑断续接触,切削热量大大减少,并且没有普通切削时的“让刀”现象。利用这种振动切削,在普通机床上就可以进行精密加工,圆度、圆柱度、平面度、平行度、直线度等形位公差主要取决于机床主轴及导轨精度,最高可达到接近零误差,使以车代磨、以钻代铰、以铣代磨成为可能。与高速硬切削相比,不需要过高的机床刚性,并且不破坏工件表面组织, 在曲线轮廓零件的精加工中,可以借助数控车床、加工中心等进行仿形加工,可以节约高昂的数控磨床购置费用。

超声波振动切削用于各种难以磨削而对表面质量及精度要求较高的零件的精加工,具有很大的优越性。超声波振动切削装置由超声波发生器、换能器、变幅杆及刀具等四部分组成,由超声波发生器发出的高频电讯号经换能器转化为高频机械振动,再由变幅杆将振动的振幅放大并施加到道具上,一般将换能器与变幅杆组成的部件称为声学头。

三、 超声振动切削的优势特点(钻、铣、磨、车削)

1. 切削力小,约为普通刀具切削力的 1/3 — 1/10;

2. 加工精度高;

3. 切削温度低,工件保持室温状态;

4. 工件变形小,没有毛刺,能抑制刀具表面的附着物,不容易粘黏刀具;

5. 粗糙度低,可接近理论粗糙度值;

6. 被加工零件的“刚性化”,即与普通切削相比,相当于工件刚性提高;

7. 加工过程稳定,有效消除颤振;

8. 切削液的冷却,润滑作用提高;

9. 刀具耐用度呈几倍到几十倍提高;

10. 工件表面呈压应力状态,耐磨性、耐腐蚀性提高;

11. 切削后的工件表面呈彩虹效果。

四、超声振动切削的应用范围

●通用材料:普通碳钢、钢耐热钢、钛合金、高温合金、不锈钢、恒弹性合金、冷硬铸铁;

●半导体业:单晶硅加工、过滤器具加工、陶瓷封装材料加工、高效散热材料

●光电面板:板材成型加工、手机壳加工、面板、LED基板加工;

●机械零件:陶瓷轴承、刹车片、气缸套、喷油嘴、阀门领域;

●医药产业:喷雾器、骨钉、陶瓷牙、血液分析仪、静脉留滞针;

●航空产业:复合材料的加工、蜂槽板加工、钛合金加工、镍基合金加工、铝碳化硅加工;

●生活用品:手表、钻石、视频、特殊玻璃制品、塑料;

●更多应用:特殊玻璃、陶瓷、硬质合金加工、细孔加工、深孔加工、表面粗糙度提升、表面应力消除。

2021年8月10日 15:43
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