超声波模具抛光机是利用超声波高速振动

1一、概述超声波模具抛光机是利用超声波高速振动，在模具的复杂型腔和细筋、窄槽内作整形和抛光的专用工具，它所具有的其它工具不可替代的优势，已经渐渐被钳工师傅们了解和接受。YJCS-6型超声波模具抛光机是本厂十几年制造超声波模具抛光机的经验和现代高科技相结合完美产品。在技术上，YJCS-6保留了本公司其它机型的一些优点（YJCS-4B和YJCS-5B）。面板和主板分别用单片机控制，具有频率自动寻找和锁定功能。由微电脑精确产生五档火花脉冲和九十九段花纹及强化脉冲，在花纹状态能逼真地模拟出从亚光至很粗的电火花花纹；强化状态能将碳化钨等具有高耐磨性能的材料转移镀覆到工件的工作表面，从而大大延长工件的使用寿命；由于改进了声波输出电路，使机器非常适合于用纤维油石和金刚石锉刀作粗糙表面的振动研磨。增加了具有人工智能的真人发声的语音提示功能，为正确和安全使用机器提供了有力保障；外壳采用进口优质聚碳酸脂注射成型，具有高强度、耐腐蚀、色彩鲜艳和不易老化的优点。YJCS-6型超声波模具抛光机具有以下功能：1、微电脑控制的谐振频率自动寻找和锁定功能；2、数控九段振动大小和放电间隙跟踪适应功能；3、数控五段电火花强度控制功能；4、数控九十九段电火花花纹功能；5、数控九十九段电火花强化功能；6、电火花输出采用电感储能限流技术，很省电；7、真人发声的语音提示功能；8、高强度、耐腐蚀的聚碳酸脂外壳。二、技术参数1、适用范围：各种模具（包括硬质合金模具）的复杂型腔、窄槽狭缝、盲孔等粗糙表面至镜面的整形抛光。2、可抛光材料：各种金属、玻璃、玉石、玛瑙等。3、加工后表面粗糙度：Ra0.012(▽13)4、研磨材料：金刚石锉刀、纤维油石、人造金刚石研磨膏和钻石研磨膏5、放电介质：煤油或水6、声波频率：26-35KHz7、电火花高电平时间：火花时0.8μs-15μs；花纹和强化时1-99μs8、工作电压：单相220V±15%50Hz功耗：160W9、控制器尺寸：340×185×140mm10控制器重量：6Kg2三、原理频率在20KHz以上的机械振动波称为超声波，利用超声波抛光的原理是：换能器将输入的超音频电信号转换成机械振动，经变幅杆放大后，传输至装在变幅杆上的工具头，带动附着在工具头上的金刚石等磨料高速磨擦工件，致使工件表面粗糙度迅速降低。从而实现抛光的功能。振动的工具头还可以带动它和工件之间的磨料悬浮液，高速研磨工件表面，使其迅速达到镜面，从而解决了用铜质、竹质和木质工具头的高速研磨问题。为了提高粗糙度在Ra1.6以上工件的抛光速度，本机利用振动的金属工具头与工件接触时它们之间会产生反弹间隙现象，在间隙的介质中进行高频电火花脉冲放电腐蚀，逐步将脉冲宽度减至0.8μs,就可以使表面粗糙度达到Ra0.6以下。然后再用竹木工具头和人造金刚石研磨膏进行超声波振动研磨，从而提高了抛光速度，也大大降低了抛光成本。四、控制器控制器外壳用聚碳酸脂塑料注塑成型，底版采用钢板结构，后部为金属网罩保护的冷却风扇出风口，出风口两边为带熔断丝的电源输入插座和机器标牌。控制器面板部分如下图：图中:1、火花强度设定指示（花纹和强化时作火花强度的个位指示）；2、振动强度指示（花纹和强化时作火花强度的十位指示）；3、振动强度设定；4、火花强度设定；5、振动功能键；6、火花功能键；7、电源开关；8、火花输出接线柱；9、声波输出插座；10、语音提示喇叭窗；11、花纹功能键；12、强化功能键；13、启动/暂停键；14、振动强度指示灯（10只）。3五、换能器和变幅杆换能器在本机中是一个关键部件，其作用是将电能转换成机械振动。换能器工作情况的好坏，直接影响抛光的效率。换能器结构如下图：上图中1、工具头；2、内六角螺丝；3、变幅杆；4、换能器外壳；5、连接插座；6、连接线护套；7、连接导线。换能器有二根连线通过连接插座和连接线与控制器相连，插座的1号脚与换能器外壳内的压电晶体片连接；2号脚与换能器外壳内振子金属部分连接；变幅杆伸进换能器外壳用螺纹与振子连接将声波输出到用内六角螺丝拧紧的工具头；连接线和插座是较薄弱易损部位，应注意保护。变幅杆起能量传输和振幅放大作用。其一端用螺纹连接在换能器振子上，另一端用于夹紧工具头。变幅杆与换能器的螺纹和工具头夹紧螺丝都必须拧得很紧，否则会影响输出功率，有时甚至会无法工作。由于声波冲击和频繁调换，所以变幅杆容易损坏，属于易损件，大多数损伤是在内部外观很难判断,所以平时工作不正常时，在排除工具头不良的前提下应重点检查该部件，必要时可使用调换法（换一个新的变幅杆试一试）,来决定是否需要更换。六、工具头工具头分为两大类：研磨用工具头和放电（即利用电火花放电腐蚀）用工具头。工具头振动方向与应用范围示意图1、研磨用工具头：研磨用工具头还可分为带磨料和不带磨料两种。金刚石锉刀和纤维油石属于带磨料的一类，由于使用时不用再加磨料，所以使用比较方便。金刚石锉刀适合用作细筋窄缝内和型腔侧面的整形，而且效果比较显著。纤维油石的顶端方向研磨时效率很高，适合作底平面和型腔角落的研磨。黄铜条、毛竹片和木片属于不带磨料一类的工具头。研磨时需添加（用人造金刚石或天然金刚石作磨料制成的）研磨膏。研磨的效率与工具头的材质软硬和所用研磨膏的粗细有关，4使用硬的工具头（如黄铜条）和粗的（号码大的粗）研磨膏研磨效率高，使用软的（如木片）工具头和细的研磨膏则光洁度高。黄铜条一般选用振动特性和韧性具佳的“H62”和“H65”两种牌号的材质较好，它可以做成各种不同形状和不同振动方向的工具头，如果配以合适的研磨膏可以获得较高的效率。研磨用铜条要求它的振动方向以沿着工具头长度方向作往复伸缩或左右振动的较好，也就是说要求工具头在工件上作平行滑动研磨。由于振动距离很小，用眼睛不能看清楚工具头的振动方向，常用的检测方法是：将已有振动的工具头的研磨面放在工件上有明显滑感而撞击声较小，证明这个研磨面选对了。仍如果铜质工具头太窄或太厚，可以用锤子锤扁或用锉刀锉薄。竹片工具头与研磨膏配合研磨可以得到质量较好的表面（Ra0.16-Ra0.08）。精研(Ra0.1-Ra0.012)必须使用木片做工具头。制作竹片工具头宜用较老的毛竹去掉竹节做竹片工具头，木质工具头要用纹直、细密、无节的木材（如桦木等）制作较好。具体形状和尺寸可参照随机赠送的对应工具头。本公司备有各种工具头可提供邮购服务，用户需要时可以用传真或电话联系我们。2、放电用工具头的材质也是用牌号为“H62”或“H65”的黄铜。放电类型又分顶端放电和侧面放电两种，以适应不同的使用要求。放电工具头正常工作的前提是它振动方向不能与工件面平行，因为工具头在工件上平行滑动是不会产生间隙的，而没有间隙就不能进行正常放电。检测方法是：工具头的放电面接触工件时有较大的撞击声，即说明该工具头可用来放电加工。一般直的工具头都是作往复振动的，用折弯铜条（在靠近变幅杆的部位折二个相距约10毫米角度约135度的小弯，使余下的铜条朝前方伸出。）方法可以改变铜质工具头的振动方向。（见上图）七、使用方法1、预备工作控制器接通电源；根据工件的工艺要求选择变幅杆并拧紧在换能器振子上；选择合适的工具头并夹紧在变幅杆上；插上连接线（将插头上的缺口对准插座凸筋后插入，并用螺帽锁紧）；如果要放电的话，须将火花输出线夹紧在火花输出接线柱上（方法是：按住接线柱塑料帽,并使缺口与铜柱上的圆孔对齐，将输出线的铜丝穿过圆孔放松塑料帽夹住即可）；然后将输出线上的磁铁吸在工件上,吸合点应没有铁锈和油腻；准备好研磨膏和一罐清水或皂化水水；若用皂化水则需要用毛刷清洁表面；为了能看得清楚还应准备一只工作台灯。2、开机打开控制器电源开关，此时控制器会发出“您好，欢迎使用本机”上面的两个数码管应显示“8”和“1”；抛光指示灯亮（指示当前是振动研磨状态）和暂停指示灯亮（指示当前在待机状态），在抛光状态时，左面的数码管显示的是振动强度设定值（1-9之间，数字越大振动越强），数码管下面是椭圆形的“振动强度设定键”，按该键加号端，对应的数字会增1个数；按该键减号端，对应的数字会减1个数；如按住加减键超过一秒钟则数字连续递增或递减，直至加到9或减到1为止（在花纹或强化时两个数码管组合显示脉宽数据。只有在按动“振动强度设定键”时，才会短时间显示振动强度设定值，在火花状态下，右边的数码管显示1-5档火花强度）。按一下“启动/暂停键”，则“暂停指示灯”灭,此时控制器面板上“振5动强度指示光柱”是先闪烁一下，然后稳定在某一格高度上，将工具头接触工件时，接触面会有声音发出或有滑感，（按启动键后1.5秒钟内，若工具头压力有变化，会使电脑寻频不准确）如果没有振感或振感很小可重新暂停再启动。一般情况下光柱指示值越高，相对的振动也就越大。振动强度设定值越大光柱指示值也会越高。光柱指示值的高度还与工具头的长度和材质有关。夹工具头的螺丝拧得紧不紧也与振动强度有很大关系，如果变幅杆与换能器的螺纹拧得不够紧或工具头夹紧螺丝拧得不够紧,控制器会找不到谐振频率而不能正常工作。按一下“火花”键，火花指示灯亮，同时抛光指示灯灭，振动强度会自动选择5,此时用铜质工具头就可以在工件上放电加工（应确保火花输出线已连接在工件上）。加减“火花强度”选择键，可以改变火花强度，显示数“1”对应的火花强度最小，精度最高；显示数“5”对应的火花强度最大，蚀除的速度也最快。振动太大或太小都会影响放电效率（以所排出的黑污多为标准），正常情况下对应不同的火花强度,控制器会自动将振动强度选择在合适的大小.对一些特殊的工具头或特殊的工件材质.也可人工改变振动强度(加减振动强度设定值)来改善放电状况。至此就可以进行放电和抛光工作。3、整形大多数模具型腔由于粗糙度高和形状不精确等原因，在抛光前都需要经过整形过程。金刚石锉刀和纤维油石是两种性能很好的整形用工具头。由于它们具有在整形时不用放水或煤油等液体、加工时视线好、整形后不需要特别的防锈处理和声波振动能量损失小等优点。所以在细筋窄缝和型腔的侧面整形用金刚石锉刀作工具头效果最好，型腔的底部平面和棱角线条用纤维油石作工具头作整形效果很好。火花放电整形是成本最低、精度和效率都很高的整形手段。一般经过电火花、线切割或数控铣等工序加工模具型腔，其表面比较粗硬，可先进行火花放电整形。放电时工具头与工件之间要有水或皂化水作介质（浸没、滴注或用工具头沾液都可以），并使用放电专用工具头（该类工具头碰到工件时会产生明显的撞击声），如果用错会影响放电效率。工具头在工件上移动时不要压得太重（具体可以看放电点所排出的黑污多为标准），移动速度在每秒钟100-300毫米左右，并且要注意观察放电的部位是否正确（以放电点是否在你所期望的位置来判断），这样才能做得精细。有些深槽内由于振动能量被介质吸收太多放电可能较困难，可采用不放电也不用介质而直接用金刚石锉刀整形的方法解决。火花强度的选择，要根据原始表面的粗糙程度和需要去除量的多少等情况确定，很粗糙的表面可用火花强度“5”开始放电，然后选“4”或“3”各放电一遍，以后可以根据具体要求选择火花强度。如原始表面不是很粗糙，也可以从“4”或“3”开始放电。很精细的表面甚至可以不放电就直接进行研磨。放电时注意一定要放电到工作面上每一处火花点都一样粗才可以进行更细一次的放电，否则会降低工作效率。4、研磨（抛光）经过本机“1”档火花强度放电的工件可以直接用竹片工具头和W28的研磨膏开始研磨，然后依此进行研磨膏W14、W7的研磨，最后用木片工具头和W7、W3.5研磨膏两次研磨即可达6到镜面（Ra0.012）。金刚石锉刀和纤维油石整形后的工件，可先用铜条加研磨膏研磨，如表面较粗就用W40的研磨膏开始研磨，然后用W14的研磨膏再研磨一次。如不是很粗糙就可以先用W28的研磨膏开始研磨，再用W14的研磨膏研磨一次或直接用W14的研磨膏研磨。然后用竹片工具头加W28、W14、W7的研磨膏进行三次抛光，就可以达到Ra0.06左右的粗糙度，如不够光洁，可再用木片工具头加W7、W3.5的研磨膏作两次抛光即可达到Ra0.012。面积较大的平面和大圆弧面，在用竹片抛光前，最好