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超声波加工氧化锆陶瓷
来源: | 作者:industrial-106 | 发布时间: 41天前 | 27 次浏览 | 分享到:
高束能(山东)纳米科技有限公司咨询电话:0531-85893796,17865193999.公司以超声波加工技术为核心,核心装备有:超声波机床、超声波刀柄、超声波主轴、超声波刀架、超声波光整设备、超声波去应力仪等。为航空航天、科研院所、军工造船、轨道交通等国内外大型单位及企业缔造超声波加工系列产品,并提供完善加工解决方案;
超声波加工是传统切削加工刀具旋转运动基础上,叠加每秒16kHz-40kHz高频率、大能量、聚焦性能强的超声波(纵向/纵扭/纵摆/椭圆)振动复合加工,以获得更好性能的先进超声波加工方法,超声波加工的引入使工具与工件之间的时-空关系、接触状态和作用机制发生变化,从而改变了加工机理;减少工具与工件的接触时间、降低摩擦力、减小切削力,降低切削热,减少刀具磨损、提高材料去除率、改善加工精度和实现材料表面完整性。

一、氧化锆陶瓷加工行业现状:

氧化锆陶瓷是特种陶瓷的其中一种,将氧化锆陶瓷加工后主要用于:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。

二、氧化锆陶瓷加工行业痛点:

氧化锆陶瓷加工方法中,机械加工方法的效率会比较高,氧化锆陶瓷其他的加工大多数比较适用于磨削、打孔、切割或精加工等。

氧化锆陶瓷加工虽然有许多方法,但加工的成本较高,加工的效率较低,加工精度也是比较差的。

因为氧化锆陶瓷的硬度很高,对于工业陶瓷未烧体或焙烧体主要用切削加工进行粗加工,烧结后用磨削进行精加工。

氧化锆陶瓷加工的另一个问题,就是加工刀具费用比较大,并且在切削加工时需使用高价的烧结金刚石、CBN刀具,精加工也是以金刚石砂轮为主,因此刀具的费用要高出金属切削所用的刀具数十倍至百倍的费用。

氧化锆陶瓷强度对于加工来说是很敏感的,实现难度高,加工效率低。所以氧化锆陶瓷加工成本相对于普通材料要高很多,我们就来探讨一下解决方案吧。

三、超声波加工氧化锆陶瓷技术

由于超声波加工具有许多独特的特点,因而大大扩大了切削加工的范围。例如,对于难切削的材料氧化锆陶瓷、不锈钢、淬硬钢、钛合金、硬质合金、玻璃等都能加工;能加工易变形的细长杆,小径深孔和薄壁零件;对要求精度及光洁度高且不生成毛刺的零件,可用超声波加工方法;对于一些形状复杂、要求精度高而又不宜用其他方法加工的零件,强化了原加工过程,使加工的速度明显提高,加工质量也得到不同程度的改善,实现了低耗高效的目标。高束能(山东)纳米科技有限公司以超声波加工技术为核心,主要产品有:超声波机床、超声波刀柄、超声波切削设备、超声波光整强化设备、超声波镜面抛光设备、超声波冲击去应力设备等。



四、超声波加工氧化锆陶瓷技术介绍   

超声波加工是在传统切削加工的工具与工件相对运动的基础上,在工具或工件上施加超声波振动,通过工具对工件材料的机械和超声波复合作用,以获得更好加工性能的先进加工方法。超声振动的引入使工具与工件之间的时-空关系、接触状态和作用机制发生变化,从而改变了加工机理。超声振动的引入,可降低工具与工件之间的摩擦力,减少工具与工件的接触时间,从而有效提高材料去除率,减小切削力,降低切削热,减少刀具磨损,改善加工精度和质量。

五、超声波加工氧化锆陶瓷技术原理

利用超声波的激活能和冲击能的复合能量,以16kHz-40kHz/s的频率对零件以高强度、大能量、聚焦性能强的频脉冲带动刀具振动切削加工.

当工件的局部应力远远超过材料脆裂极限,材料局部破碎去除。由于超声加工中的刀具旋转运动与附加的振动相互叠加,减小加工力达40%-800%,特别适用于玻璃、陶瓷、蓝宝石、3D热弯玻璃石墨、碳化硅(SicC)、复合材料等传统难加工硬脆材料的精密磨削及切削加工。广泛应用于3C、航空航天、国防装备、汽车及新能源等行业。

六、超声波加工技术优势

1、加工范围广

a.可加工淬硬钢、不锈钢、钛及其合金等传统切削难加工的金属、非金属材料;特别是一些不导电的非金属材料如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石及各种半导体等,对导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金也能加工,但生产率低;

b.适合深小孔、薄壁件、细长杆、低刚度和形状复杂、要求较高零件的加工;

c.适合高精度、低表面粗糙度等精密零件的精密加工。

2、切削力小、切削功率消耗低;

由于超声波加工主要靠瞬时的局部冲击作用,故工件表面的宏观切削力很小,切削应力、切削热更小。

3、工件加工精度高、表面粗糙度低;

可获得较高的加工精度(尺寸精度可达0.005~0.02mm)和较低的表面粗糙度(Ra值为0.05~0.2),被加工表面无残余应力、烧伤等现象,也适合加工薄壁、窄缝和低刚度零件。

4、易于加工各种复杂形状的型孔、型腔和成型表面等;

5、工具可用较软的材料做成较复杂的形状;

6、超声波加工设备结构一般比较简单,操作维修方便。


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