焊接精密度0.01mm

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要怎么使用超声雕刻加工呢?

来源: | 发布日期:2022-03-22

利用磨料超声加工方法可以在玻璃、玉石、大理石、刚玉、玛瑙、陶瓷等各种硬脆材料上进行雕刻,最适于批量生产。与手工雕刻相比,生产效率可高出几倍至数十倍;且雕刻的图形清晰、准确,线条细致清楚,雕刻的文字不失真,可保持原作的艺术风格和特色;还能在手工难以雕刻的很硬的材料上进行雕刻。

超声雕刻加工时,成型雕刻工具与工件间加入液体和磨料混合的悬浮液,并使雕刻工具以一定的压力压在工件上,工具端面作超声振动,迫使液体中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断地撞击、抛磨工件的被加工表面。磨料悬浮液循环流动,使磨粒不断更新,并带走被加工工件上粉碎下来的材料微粒,随着雕刻工具逐渐进入到被加工工件材料中,雕刻工具的形状便被复制到工件上。

(1)雕刻工具的制造

根据不同的雕刻要求,超声雕刻可以进行平雕、浮雕、文字雕刻等。不同的雕刻,使用的雕刻工具有所不同,其制造方法也有一定的差异。

雕刻工具的材料选择要考虑被加工工件的形状、精度要求和工件材料的强度、硬度、脆性等因素,还要考虑生产的批量和成本。当然,工具材料本身的力学性能、可加工性、热处理性能更应考虑。一般情况下,当生产批量不大时,可考虑选用45钢、黄铜等材料制造雕刻工具,以降低成本。如生产批量较大时,则应选择具有强韧性、高耐磨性的合金优质钢作为雕刻工具材料,并注意选用合适的热处理工艺,以保证雕刻工具获得优良的使用性能。

超声雕刻是用成型雕刻工具进行加工的,雕刻工具的截面形状与制品形状一致,但凸凹相对。根据雕刻种类的不同,雕刻工具形状的制造方法也有所不同。

① 平雕是在工件上雕刻出深度一致的图案,有阳雕和阴雕之分。阴雕是用超声雕刻工具直接在工件上雕刻出图案;阳雕则雕刻出所需要图案的外周(即进行套雕)。这两种平雕的雕刻工具形状都与直接雕刻部分的形状相一致,但凸凹相对。因此,平雕的雕刻工具形状都为纵向尺寸一致的二维型面(截面形状一致)。

② 浮雕是一种三维图形,雕刻工具形状的加工比平雕困难。一般有两种制造方法。一种方法是由艺术家直接在合适的材料上进行雕刻,雕刻的形状与超声雕刻作品凸凹相对(互为反模),做成雕刻工具后就可直接对工件进行超声浮雕。这种方法简单易行,能直接保持艺术家的风格,适用于单件、小批生产。另一种方法是采用电火花成型加工,即事先由艺术家用紫铜或石墨等材料进行雕刻需要的浮雕作品(设计成可以合理拆拼的,方便雕刻工具制作)作为电火花成形的工具电极,再用电火花工具电极加工成超声雕刻工具。

文字超声雕刻工具的制作,可以用多种方法。常用的方法是光化学加工法制模,用熔模铸造加工超声雕刻工具的复合工艺。其主要工艺过程为:照相→模样板涂感光胶→感光→腐蚀→制蜡模→结壳→脱蜡→浇铸金属→机加工修整。

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(2)雕刻工具的使用

使用雕刻工具进行超声雕刻,不仅雕刻工具的质量要好,还要与超声加工床机合理连接安装,才能使超声雕刻顺利进行。

一般来说,雕刻工具可用焊接或螺纹连接等方法固定在超声加工机床变幅杆的下端,并将振动波腹位置保持在雕刻工具加工的端面处。雕刻工具的重量可影响共振频率。因此,当雕刻工具不大时,可忽略雕刻工具对超声振动的影响;而当雕刻工具足够大、足够重时,就应考虑这一因素。总之,在变幅杆上装上雕刻工具后,雕刻工具的加工部位应能顺利起振,实现超声振动雕刻。另一方面,雕刻工具与变幅杆的连接一定要紧密,否则超声波传递过程中将损失很大能量。若采用螺纹连接,在螺纹连接处应涂以凡士林,不可存在空气间隙,以防止超声波传递时通过空气而急剧衰减,使超声振动雕刻的生产效率下降,甚至不能起振。

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【本文标签】 超声加工 超声波塑焊

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