超声波抛光设备由哪几部分构成

   2020-09-01 互联网黎美容24600
核心提示:  前面我们介绍了超声波抛光的原理和特点,本文主要分析超声波抛光设备的组成。 超声波抛光机的组成:超
 

  前面我们介绍了超声波抛光的原理和特点,本文主要分析超声波抛光设备的组成。

 超声波抛光机的组成:超声波抛光机的功率大小和结构形状虽有所不同,但其组成部分基本相同,一般主要由超声波发生器、换能器和机械振动系统3部分组成。

  (1)超声波发生器

  超声波发生器的作用是将50Hz的交流电转变成具有一定功率输出的超声波

  电振荡,以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量。基本要求:输出功率和频率在一定范围内连续可调,最好能具有对共振频率自动跟踪和自动微调的功能,此外要求结构简单、工作可靠、价格便宜、体积小等。

  (2)机械振动换能器

  换能器的作用是将超声波电振荡转换成机械振动。目前换能器有压电效应式和磁致伸缩效应式两种。

  1)压电效应式。石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅(压电陶瓷)等物质在受到机械压缩或拉伸变形时,在它们两对面的介面上将产生一定的电荷,形成一定的电势;反之,在它们的两介面上加以一定的电压,则产生一定的机械变形,这一现象称为压电效应。

  石英晶体的伸缩量太小,3 000V电压才能产生0.01拉m以下的变形。钛酸钡的压电效应比石英晶体大20一30倍,但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点,一般可用作超声波清洗和小功率超声波抛光机的换能器。压电效应式换能器。将锆钛酸铅制成圆形薄片,两面镀银,经高压直流电进行极化处理,一面为阳极,一面为阴极。使用时将两片叠在一起,阳极在中间,阴极在两侧,用螺钉夹紧。为了导电引线方便,常用镍片夹在两压电陶瓷片阳极之间作为接线端片,阳极必须与设备绝缘。

  2)磁致伸缩效应式。铁、钴、镍及其合金的长度能随着所处的磁场强度的变化而伸缩的现象称为磁致伸缩效应。其中:镍在磁场中的最大缩短量为其长度的0.004%,铁和钴则在磁场中伸长,当磁场消失后又恢复原有尺寸。

  为减少高频涡流损耗,生产实际中常用纯镍片叠成封闭磁路的镍棒换能器,如图10一13所示。在两芯柱上同向绕以线圈,通人高频电流使之伸缩,与压电效应式相比,它有较高的机械强度和较大的输出功率,常用于中功率和大功率的超声波抛光机中。其缺点是镍片的涡流发热损失较大,能量转换效率较低,故加工过程中需用风或水冷却,否则随着温度升高,磁致伸缩效应变小甚至消失,也可能把线圈绕组沟的绝缘材料烧坏。

  (3)变幅杆

  超声波抛光需0.01~O.02mm的振幅,压电效应式或磁致伸缩效应式所产生的变形量都很小,不能直接用来加工。因此,必须通过一个上粗下细的杆子将振幅加以放大,此杆称为变幅杆,也称为振荡扩大棒。

  变幅杆的形式有圆锥形、指数形和阶梯形等。变幅杆之所以能扩大振幅,是由于通过它每一截面的振动能量是不变的,截面小的地方能量密度大。变幅杆大端与换能器的轴截面相连,所以连接面的截面大,而工作端截面小。因此,它可以将换能器的振幅扩大,满足超声加工的需要。

  为了减少超声振动在传递过程中的损耗和便于操作,抛光工具直接固定在变幅杆上,变幅杆和换能器设计成手持式工具杆的形式,并通过弹性软轴与超声波发生器相连接:工具和变幅杆之问采用机械或胶合方式相连接。超声波机械振动经变幅杆扩大振幅后传给工具,工具沿轴向振动。

  超声波抛光工具分固定磨料抛光工具和游离磨料抛光工具,工具头的形状应该和模具抛光型腔的形状相适应。固定磨料式工具头有金刚石油石、电镀金刚石锉刀、刚玉油石等,这类磨料用于粗抛光。游离磨料式工具头采用硬木和竹片等材料,抛光时在抛光面涂以研磨粉和工作液的混合剂,用于精抛光。研磨粉是氧化铝、碳化硅等,工作液用煤油、汽油或水。

 
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