
隨著精密制造技術的不斷發展,超聲波輔助加工技術與陶瓷雕銑機的結合,為陶瓷材料的加工開辟了新的可能。陶瓷材料因具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕等特性,廣泛應用于航空航天、醫療、電子等領域,但其脆性和高硬度的特性也使得傳統加工方法面臨挑戰。鑫騰輝陶瓷雕銑機的超聲波輔助系統通過高頻振動降低切削阻力、減少熱損傷和材料裂紋,顯著提升了加工精度和效率。
超聲波機床通過壓電陶瓷換能器將高頻電信號轉換為機械振動,驅動刀具以每秒20000-50000次的頻率進行軸向或徑向振動。振刀具在單個振動周期中僅約30%時間與工件接觸,其余時間脫離接觸,顯著降低摩擦和切削熱,形成高頻振動切削機制。在能量傳遞與材料去除方面,振動能量通過變幅桿放大后傳遞至刀具端部,使刀具以微米級振幅沖擊工件表面。對于硬脆性陶瓷如碳化硅、氧化鋁,這種高頻沖擊可誘導材料以微破碎形式被去除,而非傳統切削的塑性變形,從而減少崩邊和微裂紋。超聲波振動與機床主軸的旋轉運動、進給運動疊加,形成三維復合加工軌跡。通過數控系統CNC精確協調振動頻率、振幅與切削參數,實現復雜陶瓷結構的高效加工。超聲波振動加工通過高頻振動切削,使刀具與工件的接觸時間大幅減少,從而有效避免了傳統加工中因持續接觸而產生的熱量積聚和刀具磨損問題。這一獨特的工作原理,使得加工后的表面粗糙度可低至Ra 0.1μm以下。相較于傳統加工工藝(Ra 0.4μm以上)實現了質的飛躍。
在脆性材料的加工過程中,崩邊問題一直是困擾工程師的難題。然而,超聲波振動加工技術的出現,為這一問題提供了完美的解決方案。它能夠將碳化硅等脆性材料的崩邊寬度控制在10μm以內,相較于傳統加工方式,崩邊寬度降低了50%-80%。
這一顯著的改進,不僅提高了產品的外觀質量,更重要的是,它能夠有效減少因崩邊而產生的應力集中,從而增強產品的結構強度和可靠性,為高精度、高性能的脆性材料加工開辟了新的道路。
超聲波振動加工技術在提升加工效率的同時,還能夠有效控制加工成本。首先,超聲波振動使切削力大幅降低,僅為傳統加工的1/3-1/10。這一變化不僅減輕了機床的負載,還允許采用更高的進給速度,加工效率可提升20%-40%,材料去除率顯著提高。
其次,間歇切削的方式減少了刀具與工件之間的摩擦熱和磨損,金剛石刀具的使用壽命可延長3-5倍。這意味著換刀頻率大幅降低,耗材成本也隨之減少,從而為企業帶來了顯著的經濟效益。
超聲波陶瓷雕銑機在陶瓷精密加工的優勢使其在廣泛的領域得到的應用與發展,如航空航天、生物醫療、電子通信、新能源汽車、精密光學與高端制造等行業。在航空航天領域中,通過高頻振動減少刀具與 工件的接觸應力,降低脆性陶瓷的崩裂風險。優化切削熱分布,避免高溫導致的材料變形,尤其適用于碳化硅、氧化鋁等耐高溫陶瓷的精密加工。飛機發動機的陶瓷渦輪葉片更是通過超聲波輔助雕銑機加工后,表面粗糙度顯著降低,壽命延長。在生物醫療領域中,對陶瓷植入物,如人工關節、牙科修復體的生物相容性和尺寸精度要求極為嚴格。需要減少加工過程中的熱影響,避免因高溫引發的材料變性,確保生物陶瓷(如氧化鋯、氮化硅)的化學穩定性。通過精確的振動控制實現復雜曲面加工,例如人工髖臼的微孔結構雕刻,增強骨組織結合能力。此外,超聲波輔助技術還能提升陶瓷牙冠的邊緣密合度,減少術后并發癥。光學陶瓷鏡片、激光器組件等對表面光潔度要求極高。超聲波振動結合金剛石刀具,可實現無損傷鏡面加工,表面粗糙度Ra值低于0.1μm。在珠寶行業,超聲波輔助雕銑機可對陶瓷或寶石進行精細雕刻,提升藝術品的細節表現力。超聲波輔助加工技術為陶瓷精雕領域帶來了質的飛躍,而鑫騰輝超聲波陶瓷精雕機憑借其創新設計與卓越性能,正成為工業升級的重要推手,相較傳統CNC機床,磨頭的使用壽命可以提升4-5倍,加工效率提升2-3倍。無論是提升產品良率,還是降低生產成本,這一技術都值得更多企業關注與投入。
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