産業分野での超音波の適用

1。はじめに

超音波処理は、超音波振動ツールを使用して、ワークとツールの間の研磨懸濁液を駆動し、ワークピースの加工部分に衝撃を与え、局所材料を粉末にエッチングします。穿孔、切断、研削など、および超音波振動によるワークピースに参加する方法。超音波処理技術は特別な処理技術の1つであり、従来の処理で完了するのが困難なマシンが困難な材料に適用できることがよくあります。超音波除去処理、超音波表面仕上げ、超音波溶接加工、超音波処理などの超音波処理技術。

超音波とその特性

弾性培地での振動の伝播は、波と呼ばれる変動と呼ばれます。ボラティリティの物理的本質は、エネルギー移動のプロセスです。

可聴音波：16〜160000 Hzの周波数の音波。

インフラサウンド波：16 Hz未満の周波数の音波。

超音波：16000 Hzを超える周波数の音波。

超音波波：1010 Hzを超える周波数の音波。

2、超音波の基本特性

（1）音波のような超音波は、ガス、液体、固体などの異なる弾性媒体で伝播するときに異なる伝播速度を持っています。

（2）超音波エネルギーは非常に強いエネルギーを透過し、その伝播方向の障害物に圧力（音圧）を発揮します。超音波は、エネルギー密度によって振動エネルギーを測定できる縦波であり、そのエネルギー密度は100W/cm2を超えることができます。

（3）超音波波が液体媒体に伝播すると、界面で強い衝撃とキャビテーションを生成し、処理を強化することができます。

（4）超音波波は反射、干渉、共鳴現象を生成し、波の重ね合わせが発生し、それによってより大きな加工エネルギーが得られます。

三つ。超音波加工の原則と特性

1。超音波加工の基本原則

超音波加工は、非常に高速でワークピースの表面に衝撃を与えるために研磨剤を押す力として超音波波を使用します。ワークピース材料は破壊され、研磨剤の衝撃の下で落ちます。

A.超音波発生器は、交互の電流を超音波振動に変換します。

B.トランスデューサーは、電気振動を機械的振動に変換します。

C.ホーンは振幅を0.05-0.1 mmに増幅しており、駆動ツールは超音波で振動しています。

D.このツールは、研磨剤を高速で衝突させ、ワークピースを投げ、ワークピースの表面材料を粉砕して削除します。

E.作動液によって生成される油圧ショック波とキャビテーションは、表面材料の亀裂伝播と破壊を加速します。

F.超音波処理は、機械的影響、研磨、キャビテーションの組み合わせ結果です。影響は大きな役割を果たします。

2、超音波処理の特性

（1）さまざまな硬くて脆い材料、特にガラス、セラミック、クォーツ、宝石、ダイヤモンドなどの非導電性非金属材料の処理に適しています。

（2）ツールは、より複雑な形状のためのより柔らかい材料で作ることができます。

（3）ツールとワークピースの相対的な動きはシンプルで、マシン構造がシンプルになります。

（4）切断力は小さく、切断熱は小さく、変形と火傷は発生しておらず、処理精度と表面の品質も良好です。

4。超音波処理装置

超音波処理装置は、超音波処理装置とも呼ばれます。異なるパワーサイズと異なる企業の超音波処理機器は構造形式が異なりますが、そのコンポーネントは基本的に同じです。

超音波処理装置は、一般に、超音波発生器、超音波振動システム（音響成分）、工作機械本体、および研磨剤作動流体循環システムで構成されています。

超音波処理装置

1、超音波発生器

機能：電力周波数ACを特定の出力を使用して超音波周波数振動に変換します。

2。音響コンポーネント（トランスデューサー、ホーン、ブースター。）

機能：超音波発生器からの高周波電気エネルギー出力を機械的振動エネルギーに変換し、高周波とホーンを通して小さな振幅でツールの端面を超音波的に処理します。

ファイブ。超音波技術処理アプリケーション

A.超音波加工の生産性はEDMおよび電解機械加工の生産性よりも低いですが、機械加工の精度と表面の品質はそれらよりも優れています。

B.さらに重要なことは、ガラス、セラミック、クォーツ、シリコン、アゲート、宝石、ダイヤモンドなど、加工が困難な半導体と非金属の硬くて脆性の材料を処理することが可能です。

C.一部の硬化した鋼の場合、硬い合金死、ワイヤー描画ダイ、プラスチック型など。EDM後、超音波研磨と仕上げが表面の粗さをさらに低下させるためにしばしば使用されます。

1、タイプ（キャビティ）穴処理

超音波は現在、主に丸い穴、穴、空洞、営巣、微小孔などの脆性および硬い材料の加工に使用されています。

2、切断処理

通常の処理方法によって削減するのが困難なセラミック、クォーツ、シリコン、宝石などの脆性硬質材料の超音波処理には、薄いセクション、狭いスリット、高精度、高い生産性、良好な経済の利点があります。

3、超音波クリーニング

原理：超音波の作用下での洗浄液のキャビテーション効果の結果に基づいています。キャビテーション効果によって生成された強力な衝撃液体は、部品を洗浄する部品に直接作用し、汚れが破壊され、表面から落ちてきます。

アプリケーション：主に、複雑な幾何学、高いクリーニング品質、および他の方法、特に深い小さな穴、マイクロホール、湾曲した穴、盲目の穴、溝、狭いスリットなどによる清掃品質が高く、清掃効果が不十分な小さな精密部品に使用されます。細かいクリーニング、高い生産性、精製率。

現在、半導体および統合回路コンポーネント、計装部品、電気真空デバイス、光学部品、医療機器などの洗浄に使用されています。

4、超音波溶接

原理：超音波振動を使用して、ワークピースの表面の酸化物膜を除去して、ワークピースが身体の表面に露出しているため、2つのワークピースの表面が高速振動と親和性の存在の影響で摩擦的に加熱されます。

アプリケーション：ナイロン、プラスチック、アルミニウム製品の溶接に使用され、表面に酸化物膜を形成しやすくなります。また、これらの材料のはんだしを改善するために、陶器などの非金属表面に缶を掛け、銀を吊るすためにも使用できます。一般的に溶接するのが難しいまれな金属の溶接。チタン、モリブデンなど

5、複合処理

硬い合金や熱耐性合金などの硬質金属材料の超音波加工は、処理速度が低く、ツール損失が高くなっています。処理速度を改善し、ツールの損失を減らすために、超音波注射、電解機械加工、またはEDMを使用してインジェクターを処理します。スピナーレットの穴やスリットは、生産性と品質を大幅に向上させることができます。

6、非破壊検査

範囲、制御、監視、および材料測定における非破壊検査のためのほとんどの材料特性の超音波方向放出、反射、および浸透。