les matériaux durs et fragiles de machine-outil ultrasonique de 20khz 1000w trouent le perçage pour le fraisage

En revanche, l'usinage par ultrasons est un procédé d'usinage non thermique, non chimique et non électrique qui laisse la composition chimique,la microstructure du matériau et les propriétés physiques de la pièce inchangéesParfois appelé broyage à l'impact ultrasonique (UIG) ou coupe par vibration, le procédé UM peut être utilisé pour générer une large gamme de caractéristiques complexes dans des matériaux avancés.

UM est un procédé d'élimination mécanique de matériaux pouvant être utilisé pour l'usinage de matériaux conducteurs et non métalliques dont la dureté est supérieure à 40 HRC (dureté Rockwell mesurée dans l'échelle C)Le procédé UM peut être utilisé pour la fabrication de micro-fonctions de précision, de trous ronds et impairs, de cavités aveugles et de fonctionnalités OD/ID. Plusieurs fonctionnalités peuvent être forées simultanément,Il en résulte souvent une réduction significative du temps total d'usinage..

Une énergie à haute fréquence et à basse amplitude est transmise à l'ensemble de l'outil, un flux constant de lisier abrasif passe entre l'outil et la pièce.en combinaison avec la suspension abrasiveL'outil n'entre pas en contact avec le matériau; seuls les grains abrasifs entrent en contact avec la pièce.

Dans le procédé UM, un signal électrique à basse fréquence est appliqué à un transducteur qui convertit l'énergie électrique en vibration mécanique à haute fréquence (~ 20 KHz) (voir figure 2).Cette énergie mécanique est transmise à un ensemble de cornes et d'outils et entraîne une vibration unidirectionnelle de l'outil à la fréquence ultrasonique d'une amplitude connueL'amplitude standard de vibration est généralement inférieure à 0,002 pouces. Le niveau de puissance pour ce processus est compris entre 50 et 3000 watts. La pression est appliquée à l'outil sous forme de charge statique.

Les abrasifs couramment utilisés sont le diamant, le carbure de bore, le carbure de silicium et l'alumine,et les grains abrasifs sont en suspension dans de l'eau ou une solution chimique appropriéeL'outil de vibration, combiné à l'engrais abrasif, abraye le matériau uniformément, ce qui permet à l'abrasif d'atteindre la zone de coupe.laissant une image inverse précise de la forme de l'outil.

L'usinage par ultrasons est un procédé d'usinage abrasif en vrac qui nécessite une très faible force appliquée sur le grain abrasif,ce qui réduit les besoins en matériaux et minimise les dommages à la surfaceL'élimination des matières lors du procédé UM peut être classée en trois mécanismes: l'abrasion mécanique par le martellement direct des particules abrasives sur la pièce (major),micro-chips par l'impact des abrasifs en mouvement libre (inférieur), et l'érosion induite par cavitation et l'effet chimique (minor).²

Les taux d'élimination des matières et la rugosité de surface générée sur la surface usinée dépendent des propriétés des matières et des paramètres du procédé,y compris le type et la taille du grain abrasif utilisé et l'amplitude de vibrationEn général, le taux d'élimination du matériau sera inférieur pour les matériaux à haute dureté (H) et résistance à la fracture (KIC).

Bien que les technologies de fabrication soient bien développées pour des matériaux comme les métaux et leurs alliages,Des problèmes considérables subsistent encore dans la fabrication de matériaux durs et fragiles, y compris la céramique et le verre.Leurs propriétés physiques et mécaniques supérieures entraînent un long cycle d'usinage et un coût de production élevé.L'usinage par ultrasons (USM) à l'aide de particules abrasives en suspension dans une suspension liquide pour l'élimination des matériaux est considéré comme une méthode efficace pour la fabrication de ces matériauxLe présent ouvrage donne d'abord un bref aperçu de l'USM, puis traite principalement de l'élaboration d'un modèle de simulation de ce processus à l'aide d'une technique numérique sans maille.l'hydrodynamique des particules lissées (SPH)La formation de fissures sur la surface de travail frappée par deux particules abrasives est étudiée pour comprendre l'élimination du matériau et l'interaction des particules abrasives dans l'USM.Des expériences sont également menées pour vérifier les résultats de la simulationLe modèle SPH s'est avéré utile pour étudier l'USM et est capable de prédire les performances d'usinage.