GILDEMEISTER提出了一種基于超聲技術(shù)的用于加工硬脆材料工件的全新方法程梦。該方法適用于對陶瓷点把、玻璃、硬質(zhì)合金乞贡、硅氢碰、石墨、粘接劑以及不銹鋼的加工忙体。

        GILDEMEISTER提出了一種基于超聲技術(shù)的用于加工硬脆材料工件的全新方法济谢。該方法適用于對陶瓷、玻璃怨级、硬質(zhì)合金情腥、硅、石墨钮核、粘接劑以及不銹鋼的加工辰张。
制藥工業(yè)形负、光學(xué)工業(yè)和汽車工業(yè)，以及其他的一些工業(yè)部門對于高負(fù)荷零件的需求日益增加欢巡。在這一趨勢中瞒礼，人們使用了眾多所謂的“高性能材料”，例如陶瓷致驶、玻璃芯勘、硬質(zhì)合金等。這類材料一方面具有很好的特性（重量輕腺逛，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好荷愕，耐腐蝕等），但另一方面它們的硬脆特性使得傳統(tǒng)的加工方法（例如：磨削棍矛、金剛石刀具加工等）對難于加工或使用傳統(tǒng)加工方法的費(fèi)用提高安疗。

        基于這種背景，人們應(yīng)用超聲波技術(shù)在制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)了量子躍遷技術(shù)够委。位于Stipshausen im Hunsrück的Hermann Sauer股份有限公司根據(jù)30多年來在超聲加工領(lǐng)域中的經(jīng)驗(yàn)荐类，開發(fā)了一種超聲加工新技術(shù)— Ultrasonic。從2001年11月1日GILDEMEISTER集團(tuán)加入High-tech-Schmiede后茁帽，該公司已經(jīng)成為歐洲十大切削機(jī)床生產(chǎn)商之一玉罐。

       根據(jù)Ultrasonic的設(shè)計方案，超聲波對切削加工過程帶來一定的影響潘拨，鑲嵌有金剛石微粒制成的銑厌小、鉆、磨刀具以20kHz的頻率（即每秒20000次）切入工件战秋。在超聲波的幫助下璧亚，即使是最硬的工件也可以使用較小的力度和較高的進(jìn)給功率進(jìn)行切削加工。

      目前采用傳統(tǒng)的加工方法加工硬脆性材料時辟堡，需要分為多道工序進(jìn)行价岭，浪費(fèi)時間，而且加工費(fèi)用較高触晃，造成極大的損失（由于加工刀具和被加工工件之間的摩擦引起）冗吟。而采用超聲波加工，可以根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行直接加工皂计，在加工過程中具有很多優(yōu)點(diǎn)：

—與傳統(tǒng)加工相比演侍，超聲波加工可以最多在5個面內(nèi)進(jìn)行高質(zhì)量的加工。
—加工后表面光潔度可達(dá)到Ra < 0.2 ?m辉九。
—由于采用了整體式自適應(yīng)控制（ADR）和聲學(xué)控制方法（ACC）色递，提高了加工過程的安全性。
—精確鉆孔時，孔徑最小可達(dá)0.3mm粪趋。
—由于力度和熱負(fù)荷小蛆狱，有利于保護(hù)工件和刀具。
—可自行磨刀的金剛石刀具可以保證較高的切削效率并延長使用壽命磺浙。

      在進(jìn)行超聲波加工過程時洪囤，需要將一個高頻電信號轉(zhuǎn)化為一個力學(xué)運(yùn)動量。然后通過一個調(diào)壓器放大振動的幅值撕氧。理論上瘤缩，所使用的金剛石刀具在20kHz（每秒20000次脈沖）的脈沖運(yùn)動下將先收縮，隨后出現(xiàn)延伸伦泥。當(dāng)達(dá)到幅值或延伸的最大值時款咖，與刀具固定在一起的金剛石微粒觸及到待加工的工件表面。工件材料被破碎為微小碎屑奄喂。

      同時刀具以3000至4000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，一方面為使工件達(dá)到加工精度海洼，另一方面為清除旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)切削下的工件材料的碎屑跨新，這些碎屑最終用凈水從工作間中沖走。如果選擇磨削加工坏逢，需要使用大量清水沖洗域帐，如果選擇銑或鉆的加工，則需要對主軸進(jìn)行冷卻是整。

      除幅值和使用的控制量以外赚朱，金剛石刀具和固定在刀具上的金剛石微粒對加工過程的效率和質(zhì)量也會產(chǎn)生很大的影響。影響主要取決于金剛石刃的硬度和金剛石微粒的尺寸以叛，特別是取決于刀具承載部分和切削材料之間連接的化學(xué)—力學(xué)特性谁班，這一連接特性必需與Ultrasonic的加工過程相一致。除Ultrasonic的軸以外疼喝，粘接材料也會發(fā)生先收縮再延伸的現(xiàn)象诊乐。因此在選擇粘接材料時要保證：當(dāng)金剛石微粒延伸到最高點(diǎn)時，仍然保持與刀具之間的粘接足夠牢固我值。另外還需要具有一定的柔性晰等，使得當(dāng)金剛石微粒受到撞擊時不至于從刀具上折斷，而僅在大范圍內(nèi)進(jìn)行切削岸零。在這一切削過程中形成了眾多的單刃歉莫，因此在使用金剛石刀具進(jìn)行切削加工時刀具可以自動磨刀。在刀具的整個使用壽命中都可以保證很高的而且保持不變的切削效率竞蹲。

      Ultrasonic加工的環(huán)節(jié)中另一個重要因素是經(jīng)過特別設(shè)計的刀具架（已獲得專利）张绊。一個錐螺紋可以實(shí)現(xiàn)可靠的形狀連接和力連接，保證主軸和工件之間良好的振動傳遞性。這種特殊設(shè)計的結(jié)構(gòu)可以在加工過程中保證主軸的安全性先嬉，使得縱向的振動不會傳遞到主軸軸承并經(jīng)由軸承傳到機(jī)床的機(jī)座上（類似一個單向止回閥）轧苫。

      Ultrasonic的技術(shù)成功之處不僅僅在于加工過程的效率，更重要的是能夠保證被加工工件的加工精度和加工質(zhì)量疫蔓。Ultrasonic技術(shù)能夠被潛在用戶接受的原因受兩個因素的影響：加工過程的安全性和加工過程的可重復(fù)性含懊，從而保證了Ultrasonic技術(shù)在各種生產(chǎn)環(huán)境中均可應(yīng)用。Ultrasonic機(jī)床的計算機(jī)數(shù)控單元擁有各種類型的智能控制算法衅胀，實(shí)時進(jìn)行過程監(jiān)測岔乔，給出合適的控制調(diào)節(jié)量，例如：幅值滚躯、進(jìn)給量和轉(zhuǎn)速等雏门，并將根據(jù)滯后誤差做出即刻識別，以避免刀具的折斷掸掏。Ultrasonic機(jī)床幾年來在實(shí)際工作中的性能證明（三班制茁影，經(jīng)常使用情況下）上述措施是行之有效的。

      在使用中丧凤，可以與自適應(yīng)控制方式（ADR）或聲學(xué)控制方式（ACC）組成兩種控制系統(tǒng)募闲。當(dāng)與ADR聯(lián)用時，機(jī)床上的標(biāo)尺具有監(jiān)測功能晰奉，因此加工中能實(shí)現(xiàn)最佳的進(jìn)給量嘱庸。與ADR面向機(jī)床的工作方式不同， ACC則接收或監(jiān)測工件發(fā)出的聲學(xué)過程信號措抒。如果對工件的表面加工要求高滥尉，則需使用ACC控制方式。

      無論是ADR還是ACC精克，都是對物理參數(shù)進(jìn)行測量昼反。智能化控制算法不考慮偶然情況和以往的經(jīng)驗(yàn)。將ACC和ADR組合使用硅魁，可以以最佳的靈活性實(shí)現(xiàn)加工效果严荷。例如在開始加工階段，由ADR給出盡可能大的進(jìn)給量叫砚，而在表面精加工末期啼康，則自動切換為ACC的聲學(xué)信號控制方式。

      ULTRASONIC超聲公司首先提供的Ultrasonic系列有兩種類型铡涣，X軸350mm和X軸500mm凑逗。位于Sauer的DECKEL MAHO公司為上述兩種類型的機(jī)床提供了機(jī)器的基本部件，Sauer對這些Ultraschal機(jī)床的部件進(jìn)行組裝否淤，例如：Ultraschal主軸悄但、Ultraschall發(fā)電機(jī)棠隐、振動傳感器以及金剛石刀具等。除標(biāo)準(zhǔn)件外檐嚣，ULTRASONIC超聲公司還補(bǔ)充提供Ultrasonic系列機(jī)床的一系列特殊用途附件助泽，例如用于微加工的生產(chǎn)程序等。

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