超聲波模具拋光機(jī)是利用超聲波高速振動(dòng)

1、一、概述 超聲波模具拋光機(jī)是利用超聲波高速振動(dòng)，在模具的復(fù)雜型腔和細(xì)筋窄槽作整形和拋光的專(zhuān)用工具，它所具有的其它工具不可替代的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)漸漸被鉗工師傅們了解和接受。以往的拋光機(jī)由于功率較大，所以它們的換能器（手柄）普遍較大，這對(duì)于不經(jīng)常使用拋光機(jī)的鉗工師傅來(lái)說(shuō)，就會(huì)感到手柄笨拙、操作不靈活和費(fèi)力等問(wèn)題。以前超聲波拋光機(jī)用研磨（特別是銅條研磨）時(shí)會(huì)發(fā)出很大的噪音，這在大力提倡綠色環(huán)保的今天就顯得很不適宜。為此我們摸索出一套全新的拋光工藝，使拋光過(guò)程中的噪音大大降低。YJCS-5B型超聲波模具拋光機(jī)是專(zhuān)門(mén)為鉗工師傅設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。在技術(shù)上，YJCS-5B型機(jī)保留了本公司其它機(jī)型的一些優(yōu)點(diǎn)（如頻率自動(dòng)跟

2、蹤（專(zhuān)利號(hào)：95246523.X）和火花放電蝕除功能）。采用微電腦單片機(jī)控制，增加了頻率自動(dòng)尋找和 鎖定功能。采用了模塊化安裝工藝,從而大大縮小了控制器和換能器的體積。YJCS-5型超聲波模具拋光機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、微電腦控制的諧振頻率自動(dòng)尋找和鎖定功能；2、數(shù)控九段振動(dòng)大小和放電間隙跟蹤適應(yīng)功能；3、數(shù)控九段電火花強(qiáng)度；4、精細(xì)的電火花整形功能，適合細(xì)微工件的整形和拋光；5、電火花輸出采用電感儲(chǔ)能限流技術(shù)，耗電很??；6、換能器輕巧，操作方便；7、控制器占用工作臺(tái)面積小。二、技術(shù)參數(shù)1、適用范圍：各種模具（包括硬質(zhì)合金模具）的復(fù)雜型腔、窄槽狹縫、盲孔等粗糙表面至鏡面的整形拋光。2、可拋光材料：

3、各種金屬、玻璃、玉石、瑪瑙等。3、加工后表面粗糙度：<Ra0.012( 13)4、研磨材料：金剛石銼刀、纖維油石、人造金剛石研磨膏和鉆石研磨膏5、放電介質(zhì)：煤油或水6、聲波頻率：19-28KHz7、電火花高電平時(shí)間：0.8s-10s8、工作電壓：?jiǎn)蜗?20V ±10% 50Hz9、功耗：60W10、控制器尺寸：230×130×78 mm11、重量：3Kg三、原理頻率在20KHz以上的機(jī)械振動(dòng)波稱(chēng)為超聲波，利用超聲波拋光的原理是：換能器將輸入的超音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)變幅桿放大后，傳輸至裝在變幅桿上的工具頭，帶動(dòng)附著在工具頭上的金剛石等磨料高速磨擦工件，

4、致使工件表面粗糙度迅速降低。從而實(shí)現(xiàn)拋光的功能。振動(dòng)的工具頭還可以帶動(dòng)它和工件之間的磨料懸浮液，高速研磨工件表面，使其迅速達(dá)到鏡面，從而解決了用銅質(zhì)、竹質(zhì)和木質(zhì)工具頭的高速研磨問(wèn)題。本機(jī)著重利用了纖維油石和金剛石銼刀振動(dòng)研磨時(shí)不用放水或油等液體的特點(diǎn),使加工視線更好。為了提高對(duì)粗糙度在Ra1.6以上的工件的拋光速度，本機(jī)利用振動(dòng)的工具頭與工件之間會(huì)產(chǎn)生反彈間隙現(xiàn)象，在間隙的介質(zhì)中進(jìn)行高頻電火花脈沖放電腐蝕，將粗糙表面快速整形至Ra0.6以下，然后再進(jìn)行超聲波振動(dòng)研磨，從而提高了拋光速度，也大大降低了拋光成本。四、控制器控制器結(jié)構(gòu)小巧，主體采用鋼板結(jié)構(gòu)，后部為外置式散熱器，散熱器下部為電源輸入插

5、座?？刂破鞑捎帽∧っ姘寮虞p觸按鍵，如下圖：圖中1、振動(dòng)強(qiáng)度指示；2、火花強(qiáng)度指示；3、火花強(qiáng)度設(shè)定；4、暫停指示燈；5、火花指示燈；6、火花選擇鍵；7、火花輸出接線柱； 8、聲波輸出插座；9、振動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定指示；10、振動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定；11、拋光指示燈；12、拋光選擇鍵；13、暫停鍵；14、電源開(kāi)關(guān)。 五、換能器和變幅桿換能器在本機(jī)中是一個(gè)關(guān)鍵部件，其作用是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。換能器工作情況的好壞，直接影響拋光的效率。換能器結(jié)構(gòu)如下圖：上圖中1、連接線護(hù)套；2、連接插座；3、 換能器外殼 ；4、振子；5、變幅桿；6、內(nèi)六角螺絲；7、工具頭換能器有二根連線通過(guò)連接插座和連接線與控制器相連，插座的1號(hào)

6、腳與振子金屬部分連接；2號(hào)腳與壓電晶體片連接；振子的一端露出外殼作為聲波輸出端，與變幅桿用螺紋連接。使用過(guò)程中要保護(hù)好螺紋端面，不要使其發(fā)生損傷變形，否則它與變幅桿連接不良而使聲波輸出受阻，影響正常使用。連接線和插座也是較薄弱易損部位，應(yīng)注意保護(hù)。變幅桿起能量傳輸和振幅放大作用。其一端用螺紋連接在換能器振子上，另一端用于夾緊工具頭。變幅桿與換能器的螺紋和工具頭夾緊螺絲都必須擰得很緊，否則會(huì)影響輸出功率，有時(shí)甚至?xí)o(wú)法工作。由于聲波沖擊和頻繁調(diào)換，所以變幅桿容易損壞，屬于易損件，大多數(shù)損傷是在內(nèi)部外觀很難判斷,所以平時(shí)工作不正常時(shí)，在排除工具頭不良的前提下應(yīng)重點(diǎn)檢查該部件，必要時(shí)可使用調(diào)換法（換

7、一個(gè)新的變幅桿試一試）,來(lái)決定是否需要更換。注：換能器外殼打開(kāi)方法如下： 換能器前端外殼內(nèi)的主體不會(huì)損壞，一般情況下不要拆出，否則很容易損壞。里面的連線不拆出也可以焊接，兩個(gè)接線片中，折角的一個(gè)接后部插座的1腳，直的那一個(gè)接后部插的2腳，線的金屬部分不能與傍邊的金屬相碰。六、工具頭工具頭分為兩大類(lèi)：研磨用工具頭和放電（即利用電火花放電腐蝕）用工具頭。1、研磨用工具頭：研磨用工具頭還可分為帶磨料和不帶磨料兩種。金剛石銼刀和纖維油石屬于帶磨料的一類(lèi)，由于使用時(shí)不用再加磨料，所以使用比較方便。金剛石銼刀適合用作細(xì)筋窄縫內(nèi)和型腔側(cè)面的整形，而且效果比較顯著。纖維油石的頂端方向研磨時(shí)效率很高，適合作底平

8、面和型腔角落的研磨。黃銅條、毛竹片和木片屬于不帶磨料一類(lèi)的工具頭。研磨時(shí)需添加（用人造金剛石或天然金剛石作磨料制成的）研磨膏。研磨的效率與工具頭的材質(zhì)軟硬和所用研磨膏的粗細(xì)有關(guān)，使用硬的工具頭（如黃銅條）和粗的（號(hào)碼大的粗）研磨膏研磨效率高，使用軟的（如木片）工具頭和細(xì)的研磨膏則光潔度高。黃銅條一般選用振動(dòng)特性和韌性具佳的“H62”和“H65”兩種牌號(hào)的材質(zhì)較好，它可以做成各種不同形狀和不同振動(dòng)方向的工具頭，如果配以合適的研磨膏可以獲得較高的效率。研磨用銅條要求它的振動(dòng)方向以沿著工具頭長(zhǎng)度方向作往復(fù)伸縮或左右振動(dòng)的較好，也就是說(shuō)要求工具頭在工件上作滑動(dòng)研磨。由于振動(dòng)距離很小，用眼睛不能看清楚工

9、具頭的振動(dòng)方向，常用的檢測(cè)方法是：將已有振動(dòng)的工具頭的研磨面放在工件上有明顯滑感而撞擊聲較小，證明這個(gè)研磨面選對(duì)了。一般直的工具頭都是作往復(fù)振動(dòng)的，用折彎銅條（在靠近變幅桿的部位折二個(gè)相距約10毫米角度約135度的小彎，使余下的銅條仍朝前方伸出。）方法可以改變銅質(zhì)工具頭的振動(dòng)方向。（見(jiàn)附圖）如果銅質(zhì)工具頭太窄或太厚，可以用錘子錘扁或用銼刀銼薄。竹片工具頭與研磨膏配合研磨可以得到質(zhì)量較好的表面（Ra0.16-Ra0.08）。精研(Ra0.1-Ra0.012)必須使用木片做工具頭。制作竹片工具頭宜用較老的毛竹去掉竹節(jié)做竹片工具頭，木質(zhì)工具頭要用紋直、細(xì)密、無(wú)節(jié)的木材（如樺木等）制作較好。具體形狀和

10、尺寸可參照隨機(jī)贈(zèng)送的對(duì)應(yīng)工具頭。工具頭振動(dòng)方向示意圖本公司備有各種工具頭可提供郵購(gòu)服務(wù)，用戶(hù)需要時(shí)可以用傳真或電話聯(lián)系我們。2、放電用工具頭的材質(zhì)也是用牌號(hào)為“H62”或“H65”的黃銅。放電類(lèi)型又分頂端放電和側(cè)面放電兩種，以適應(yīng)不同的使用要求。放電工具頭正常工作的前提是它振動(dòng)方向不能與工件面平行，因?yàn)楣ぞ哳^在工件上平行滑動(dòng)是不會(huì)產(chǎn)生間隙的，而沒(méi)有間隙就不能進(jìn)行正常放電。檢測(cè)方法是：工具頭的放電面接觸工件時(shí)有較大的撞擊聲，即說(shuō)明該工具頭可用來(lái)放電加工。七、使用方法1、預(yù)備工作控制器接通電源；根據(jù)工件的工藝要求選擇變幅桿并擰緊在換能器振子上（將換能器振子放入制轉(zhuǎn)架槽中，制轉(zhuǎn)架平放在工作臺(tái)上，用扳

11、手將變幅桿用力擰緊在換能器振子上）；選擇合適的工具頭并夾緊在變幅桿上；插上連接線（將插頭上的缺口對(duì)準(zhǔn)插座凸筋后插入，并用螺帽鎖緊）；如果要放電的話，須將火花輸出線擰緊在火花輸出接線柱上，然后將輸出線上的磁鐵吸在工件上,吸合點(diǎn)應(yīng)沒(méi)有鐵銹和油膩；準(zhǔn)備好研磨膏和一罐煤油或水；為了能看得清楚還應(yīng)準(zhǔn)備一只工作臺(tái)燈。2、開(kāi)機(jī)打開(kāi)控制器電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)控制器上面的兩個(gè)數(shù)碼管應(yīng)顯示“1”和“8”；拋光指示燈和暫停指示燈亮，按動(dòng)數(shù)碼管下面的加減鍵，對(duì)應(yīng)的數(shù)字會(huì)增減1個(gè)數(shù)；如按住加減鍵超過(guò)一秒鐘則數(shù)字連續(xù)遞增或遞減，直至加到9或減到1為止。按動(dòng)暫停鍵，則暫停指示燈滅，同時(shí)能聽(tīng)到控制器內(nèi)繼電器輕微接觸聲；此時(shí)控制器面

12、板上光柱是先閃爍一下，然后穩(wěn)定在某一格高度上將工具頭接觸工件會(huì)有（接觸面有聲音發(fā)出或有滑感），如果沒(méi)有振感或振感很小可重新暫停再啟動(dòng)。一般情況下光柱指示值越高，相對(duì)的振動(dòng)也就越大。振動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定值越大光柱指示值也會(huì)越高。光柱指示值的高度還與工具頭的長(zhǎng)度和材質(zhì)有關(guān)。夾工具頭的螺絲擰得緊不緊也與振動(dòng)強(qiáng)度有很大關(guān)系，如果變幅桿與換能器的螺紋或工具頭擰得不夠緊,控制器會(huì)找不到諧振頻率而不能正常工作。按一下“火花”鍵，火花指示燈亮，同時(shí)拋光指示燈滅，振動(dòng)強(qiáng)度會(huì)自動(dòng)選擇"5",此時(shí)用銅質(zhì)工具頭就可以在工件上放電加工（應(yīng)確?；鸹ㄝ敵鼍€已連接在工件上）。加減“火花強(qiáng)度”選擇鍵，可以改變火花強(qiáng)

13、度，顯示數(shù)“1”對(duì)應(yīng)的火花強(qiáng)度最小，精度最高；顯示數(shù)“9”至此就可以進(jìn)行放電和拋光工作。3、整形大多數(shù)模具型腔由于粗糙度高和形狀不精確等原因，在拋光前都需要經(jīng)過(guò)整形過(guò)程。金剛石銼刀和纖維油石是兩種性能很好的整形用工具頭。由于它們具有在整形時(shí)不用放水或煤油等液體、加工時(shí)視線好、整形后不需要特別的防銹處和聲波振動(dòng)能量損失小等優(yōu)點(diǎn)。所以在細(xì)筋窄縫和型腔的側(cè)面整形用金剛石銼刀作工具頭效果最好，型腔的底部平面和棱角線條用纖維油石作工具頭作整形效果很好?；鸹ǚ烹娬问浅杀咀畹?、精度和效率都很高的整形手段。一般經(jīng)過(guò)電火花、線切割或數(shù)控銑等工序加工模具型腔，其表面比較粗硬，可先進(jìn)行火花放電整形。放電時(shí)工具頭與

14、工件之間要有煤油或水作介質(zhì)（浸沒(méi)、滴注或用工具頭沾液都可以），并使用放電專(zhuān)用工具頭（該類(lèi)工具頭碰到工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的撞擊聲），如果用錯(cuò)會(huì)影響放電效率。工具頭在工件上移動(dòng)時(shí)不要壓得太重（具體可以看放電點(diǎn)所排出的黑污多為標(biāo)準(zhǔn)），移動(dòng)速度在每秒鐘100-300毫米左右，并且要注意觀察放電的部位是否正確（以放電點(diǎn)是否在你想去掉的位置來(lái)判斷），這樣才能做得精細(xì)。有些深筋內(nèi)由于振動(dòng)能量被介質(zhì)吸收太多放電可能較困難，可采用不放電也不用介質(zhì)而直接用金剛石銼刀整形的方法解決?；鸹◤?qiáng)度的選擇，要根據(jù)原始表面的粗糙程度和需要去除量的多少等情況確定，很粗糙的表面可用火花強(qiáng)度“9”開(kāi)始放電，然后選“8”或“7”各放電一

15、遍，以后可以根據(jù)具體要求選擇火花強(qiáng)度，如原始表面不是很粗糙，也可以從“8”或“7”開(kāi)始放電。很精細(xì)的表面甚至可以不放電就直接進(jìn)行研磨。放電時(shí)注意一定要放電到工作面上每一處火花點(diǎn)都一樣粗才可以進(jìn)行更細(xì)一次的放電，否則會(huì)降低工作效率。4、研磨（拋光）經(jīng)過(guò)本機(jī)“1”檔或“2”檔火花強(qiáng)度放電的工件可以直接用竹片工具頭和W28的研磨膏開(kāi)始研磨，然后依此進(jìn)行研磨膏W14、W7的研磨，最后工具頭用木片研磨膏用W7、W3.5兩次研磨，即可達(dá)到鏡面（Ra0.012）。面積較大的平面和大圓弧面，在用竹片拋光前，最好用800-1000粒的油石推磨平，以保證平整度。更換研磨膏前要仔細(xì)檢查，確保工件各部位都研磨至與本次

16、研磨膏相對(duì)應(yīng)的粗糙度，才可更換更細(xì)一級(jí)的研磨膏。更換研磨膏時(shí)，必須將工件清洗干凈不能有原先的研磨膏殘留，銅條和竹片必須銼削干凈，木片必須是每級(jí)研磨膏專(zhuān)用，或者是每次換研磨膏時(shí)換新的木片。否則會(huì)達(dá)不到預(yù)期的光潔度要求和降低拋光速度甚至返工重做。選用研磨膏粒度時(shí)，每級(jí)間隔不能太大，過(guò)大會(huì)達(dá)不到效果，也不能太小而造成浪費(fèi)。一般可選用W40、W28、W14、W7、W3.5這五級(jí)，即可滿(mǎn)足要求。研磨時(shí)加少量水使研磨膏成漿糊狀，效果更好。八、拋光工藝效果1、表面狀態(tài)：經(jīng)拋光后的工件表面，應(yīng)沒(méi)有電加工后的凹穴，呈鏡面光澤，變質(zhì)層 及熱響區(qū)全部去除，表面平整。2、粗糙度：火花強(qiáng)度指示值“1”放電后，可達(dá)Ra0

17、.3以下，超聲波拋光可達(dá)Ra0.012。3、拋光速度：拋光速度與拋光部位和使用工具頭有關(guān)，用銅條放電2mm3/min纖維油石研磨從Ra2.5-Ra0.5可達(dá)1cm2/min，銅條加研磨膏從Ra1-Ra0.2可達(dá)2cm2/min，竹片拋光從Ra0.3-Ra0.05可達(dá)1cm2/min，木片精拋從Ra0.05-Ra0.012可達(dá)1cm2/min。4、拋光精度：拋光精度除了與操作者的熟練程度有關(guān)外，還與工件的原始表面的粗糙度有關(guān)，所以對(duì)尺寸要求較高的工件，原始表面應(yīng)有較低的粗糙度。5、表面平整度：拋光后的平整度與原始表面的粗糙度有關(guān)，粗糙度越大，拋光清除量也越大，也越難保證平整度。在相同條件下，還取

18、決于操作者的技術(shù)熟練程度。對(duì)于大面積工件，在竹片研磨前用800-1000粒度的油石推平，可以改善平整度。九 、 常見(jiàn)故障 及排除方法故障現(xiàn)象故障原因排除方法開(kāi)機(jī)后無(wú)數(shù)碼顯示電源插頭接觸不良保險(xiǎn)絲斷檢查插頭并接好換保險(xiǎn)絲（在機(jī)箱內(nèi)）工具頭上一點(diǎn)感覺(jué)不到出振動(dòng)機(jī)器還處在暫停待機(jī)狀態(tài)電腦尋頻失敗如暫停鍵上方的指示燈亮表示機(jī)器在暫停狀態(tài)，按暫停鍵即可。重新暫停再啟動(dòng)，一般都能成功。面板振動(dòng)強(qiáng)度指示光柱上下反復(fù)閃爍換能器、變幅桿及工具頭之間的連接不夠緊工具頭長(zhǎng)度不對(duì)竹木工具頭有節(jié)或紋路不直變幅桿有裂紋連接線斷擰緊松動(dòng)處改變工具頭長(zhǎng)度更換工具頭更換變幅桿檢查換能器內(nèi)部引線或連接線并接通無(wú)電脈沖電極線接觸不良接好電極線電火花蝕除效率低火花強(qiáng)度選擇過(guò)小加工細(xì)筋或側(cè)面時(shí)沒(méi)有