Импульсно-механические методы обработки

Под импульсно-механическими методами обработки, в первую очередь, понимают размерную ультразвуковую обработку. Ультразвуковая обработка материалов – разновидность механической обработки – основана на разрушении обрабатываемого материала абразивными зернами под ударами инструмента,  колеблющегося с ультразвуковой частотой. Ультразвуковыми называются упругие колебания с частотой, превышающей верхний предел слышимости человеческого уха (свыше 18 000 Гц).

Ультразвуковая энергия представляется гармонической кривой, где на оси абсцисс отложено расстояние по направлению распространения волны, а по оси ординат смещение частиц от их первоначального положения.

Ультразвуковая обработка применяется для формообразования сложных поверхностей, таких как полости, отверстия, щели, пазы и т.д. в деталях из твердых и хрупких материалов (стекла, кварца,  керамики, металлов), обработка которых другими методами затруднена.

Ультразвуковые методы обработки основаны на использовании энергии ультразвуковых колебаний частотой 18 – 44 кГц и интенсивностью более 10 Вт/см² . Источником ультразвука служат пьезокерамические или магнитострикционные преобразователи, возбуждаемые от ультразвукового генератора.

Основными величинами, характеризующими гармонические колебания, являются:  длина волны,  амплитуда колебаний, частота колебаний,  период колебаний.

Процесс ультразвуковой размерной обработки зависит от многих технологических параметров, как правило, взаимно влияющих один на другой. Производительность ультразвуковой обработки зависит от следующих основных факторов: физико-механических свойств обрабатываемого материала, амплитуды и частоты колебаний, статической нагрузки между инструментом и заготовкой, вида абразива, концентрации суспензии и способа ее подачи в зону обработки, площади инструмента и его износа, материала инструмента. Каждый из этих факторов влияет на производительность процесса и качество изготовления.

Ультразвуковым методом обрабатывают хрупкие материалы: стекло, керамику, кремний, кварц, драгоценные минералы, в том числе алмазы. А также обрабатываются твердые сплавы, титановые сплавы, вольфрам, закаленные стали.

Точность размеров и шероховатость поверхностей, обработанных ультразвуковым методом, зависит от зернистости используемых абразивных материалов и соответствует точности и шероховатости поверхностей, обработанных шлифованием.