輻桿又稱振幅擴(kuò)大棒,將振幅放大5~20倍,其形狀有以下三種形式,a)為圓錐形;b)指數(shù)曲線型;c)階梯形。截面的振動能量不變,截面小的地方能量密度大,能量密度正比于振幅的平方,若使變輻桿處于共振狀態(tài),其振動將達(dá)到很大。
工具和擴(kuò)大棒,整體、焊接或螺紋聯(lián)結(jié)等。換能器、變輻桿、工具三者應(yīng)銜接緊密。
超聲波具有波長短、能量大,傳播過程中反射、折射、共振、損耗等現(xiàn)象顯著的特點(diǎn)。超聲波加工不僅能加工硬質(zhì)合金、淬火鋼等硬脆金屬材料,而且更適合于不導(dǎo)電的非金屬材料(如半導(dǎo)體硅片、鍺片以及陶瓷、玻璃等)的精密加工和成形加工,如玻璃、石英、陶瓷、硅、鍺、鐵氧體、寶石和玉器等的打孔(包括圓孔、異形孔和彎曲孔等)、切割、開槽、套料、雕刻、成批小型零件去毛刺、模具表面拋光和砂輪修整等方面。
超聲波設(shè)備種類
1、超聲波焊接 ultrasonic welding
熱塑性塑料在超聲波振動作用下,汽車行業(yè)超聲波焊接機(jī),由于表面分子間摩擦生熱而使兩塊塑料熔接在一起的焊接方法。
2、超聲波金屬焊接
超聲波金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,臨沂市超聲波焊接機(jī),使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,其優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工;缺點(diǎn)是所焊接金屬件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊點(diǎn)位不能太大、需要加壓。
3. 超聲波清洗機(jī)
超聲波清洗機(jī)利用超聲波發(fā)生器產(chǎn)生20KHZ的超音頻電能,超聲波焊接機(jī)問題,同過換能器轉(zhuǎn)換成同頻率機(jī)械振動傳入清洗液,超音波疏密相間的向前傳導(dǎo),產(chǎn)生無數(shù)微小氣泡,這些氣泡是在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成及生長,而在正壓區(qū)迅速破裂。這種微小氣泡的形成、生長、迅速破裂過程稱為“空化效應(yīng)”。在空化效應(yīng)中氣泡破裂后產(chǎn)生超過10000大氣壓的瞬時高壓,連續(xù)不斷產(chǎn)生的瞬時高壓就像一連串小不斷的轟擊物體表面,使物體表面污垢迅速脫落。
4.超聲波熱熔機(jī)
超聲波,頻率在16~16000Hz范圍內(nèi),人耳能感受。頻率超過16000Hz的就稱為超聲波。
所謂超聲波加工(USM,UltrasonicMachining):是利用工具端面做超聲頻振動,通過磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。如圖所示。
工具1的形狀和尺寸取決于被加工表面(工件-2)的形狀和尺寸,它們相差一個“加工間隙”。
工具1與工件-2之間充滿磨料懸浮顆粒-3,磨粒一般采用碳化硅、氧化鋁。加工硬質(zhì)合金用碳化硼,加工金剛石則用金剛石粉。粒度大小要根據(jù)加工生產(chǎn)率和精度要求選定。磨料硬度愈高,超聲波焊接機(jī)生產(chǎn)商,加工速度愈快。
超聲波振動系統(tǒng)主要有超聲波發(fā)生器-7、換能器-6和變輻桿-4、5組成。超聲波發(fā)生器-7作用是把直流電轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器-6相匹配的高頻交流電信號,驅(qū)動超聲波換能器工作,目前使用的功率為20-4000W。大功率超聲波電源從轉(zhuǎn)換效率方面考慮一般采用開關(guān)電源的電路形式,是超聲系統(tǒng)重要組成部分。
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