Usinage Ultrasons :Principe, Fonctionnement, Matériel, Application, Avantages et Inconvénients

Aujourd'hui, nous allons en apprendre davantage sur l'usinage par ultrasons, le principe, le fonctionnement, l'équipement, l'application, les avantages et les inconvénients avec son schéma. L'usinage par ultrasons est un processus d'usinage non traditionnel utilisé pour usiner des matériaux fragiles et durs. Ce procédé d'usinage voit le jour en 1950 pour la finition de surface EDM. Aujourd'hui, ce procédé est utilisé dans de nombreuses industries pour enlever le métal en raison de son coût moindre, de l'absence de génération de chaleur et d'un usinage efficace.

Usinage par ultrasons :

Principe :

Il fonctionne sur le même principe de soudage par ultrasons. Cet usinage utilise des ondes ultrasonores pour produire une force à haute fréquence de faible amplitude, qui agit comme force motrice de l'abrasif. La machine à ultrasons génère une onde vibrante à haute fréquence de fréquence d'environ 20 000 à 30 000 Hz et d'amplitude d'environ 25 à 50 microns. Ce transfert de vibrations à haute fréquence aux particules abrasives contient une suspension abrasive. Cela conduit à l'indentation des particules abrasives sur la pièce fragile et élimine le métal de la surface de contact.

Équipement :

Source d'alimentation :

Comme nous le savons, ce processus d'usinage nécessite des ondes ultrasonores à haute fréquence. Une alimentation haute tension haute fréquence est donc nécessaire pour ce processus. Cet appareil convertit la tension électrique basse fréquence (60 Hz) en tension électrique haute fréquence (20 kHz).

Transducteur magnétostrictif :

Comme nous le savons, le transducteur est un appareil qui convertit une vibration électrique en vibration mécanique. Dans l'usinage par ultrasons, un transducteur de type magnétostrictif est utilisé pour générer des vibrations mécaniques. Ce transducteur est fabriqué en nickel ou en alliage de nickel.

Booster :

La vibration mécanique générée par le transducteur passe par un booster qui l'amplifie et l'alimente au klaxon.

Outil :

L'outil utilisé dans l'usinage par ultrasons doit être tel que l'indentation par des particules abrasives n'entraîne pas de rupture fragile de celui-ci. Ainsi, l'outil est fabriqué à partir de matériaux résistants, solides et ductiles comme l'acier, l'acier inoxydable, etc.

Porte-outil ou Corne :

Comme son nom l'indique, cette unité connecte l'outil au transducteur. Il transfère les vibrations amplifiées du booster à l'outil. Il devrait avoir une limite d'endurance élevée.

 Liant abrasif :

Une bouillie à base d'eau de particules abrasives utilisée comme bouillie abrasive dans l'usinage par ultrasons. Le carbure de silicium, l'oxyde d'aluminium, le carbure de bore sont utilisés comme particules abrasives dans cette boue. Un mécanisme de livraison et de retour du lisier est également utilisé dans l'USM.

Processus de travail :

Nous connaissons maintenant la pièce de base et l'idée de l'usinage par ultrasons. Dans cet usinage, le matériau est éliminé par indentation de particules abrasives sur la pièce à usiner. Cela fonctionne comme suit.

Schéma d'une machine à ultrasons

• Le courant électrique basse fréquence passe d'abord par l'alimentation électrique. Ce courant basse fréquence se transforme en courant haute fréquence à travers certains équipements électriques.
• Ce courant haute fréquence traverse le transducteur. Le transducteur convertit ce single électrique à haute fréquence en vibration mécanique à haute fréquence.
• Cette vibration mécanique passe par le booster. Le booster amplifie cette vibration à haute fréquence et l'envoie au klaxon.
• Corne qui est également connue sous le nom de porte-outil, transfère cette vibration amplifiée à l'outil qui fait vibrer l'outil à une fréquence ultrasonique.
• Lorsque l'outil vibre, il fait vibrer les particules abrasives à cette fréquence élevée. Cette particule abrasive frappe la pièce et en retire le métal.

C'est tout le processus de travail de l'usinage par ultrasons.

Application :

• Cet usinage est utilisé pour usiner des matériaux durs et cassants comme le carbure, la céramique, le verre, etc.
• Ceci est utilisé dans l'usinage de matrices et d'outils de perceuse, de machine à tréfiler, etc.
• Utilisé dans la fabrication d'aubes de turbine en nitrite de silicium.
• Il est utilisé pour tailler le diamant en forme de désir.
• Il est utilisé pour l'usinage de matériaux durs non conducteurs qui ne peuvent pas être usinés par ECM ou EDM en raison d'une mauvaise conductivité.

Avantages et inconvénients :

Avantages :

• Les matériaux durs peuvent être facilement usinés par cette méthode.
• Aucune chaleur générée lors du travail, il n'y a donc pas de problème d'écrouissage ou de modification de la structure de la pièce.
• Les métaux non conducteurs ou les non-métaux qui ne peuvent pas être usinés par ECM ou EDM peuvent être usinés par celui-ci.
• Il ne forme pas de copeaux de taille significative.

Inconvénients :

• C'est plus lent que les autres procédés mécaniques.
• L'usure des outils est élevée car les particules abrasives affectent à la fois la pièce et l'outil.
• Il ne peut usiner que des matériaux durs. Le métal ductile ne peut pas être usiné par cette méthode.
• Il ne peut pas être utilisé pour percer des trous profonds.

Il s'agit du principe d'usinage par ultrasons, du fonctionnement, de l'équipement, de l'application, des avantages et des inconvénients. Si vous avez des questions concernant cet article, demandez en commentant. Si vous aimez cet article, n’oubliez pas de le partager sur vos réseaux sociaux. Abonnez-vous à notre site Web pour des articles plus intéressants. Merci de l'avoir lu.