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玻璃超声波钻孔设备和加工影响

发布时间:2016/6/27

超声钻孔设备包括超声发生器、声学部件、机床等。

(1) 超声发生器是将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频振荡的器件,目的是提供 钻头端面往复振动的机械能。根据功率不同,超声发生器有电子管式、晶闸管式和晶体管式,过 去大功率超声发生器为电子管式,目前大都为晶体管式。对超声发生器要求可靠性好、效率高、 结构简单、价格低廉。

(2) 换能部件是超声钻孔机的重要部件,将超声发生器高频电能转变为机械能,在玻璃表 面作高频小振幅振动进行加工,由换能器振幅扩大杆及钻头等工具组成。换能器依靠压电效应和 磁致伸缩效应将高频电振荡转变为机械振动。压电效应的超声换能器中,常用的压电体为钛酸钡 和锆钛酸铅。磁致伸缩效应换能器常用的材料为铁钴钒合金。

振幅扩大棒(变幅杆

(1) 过一个变截面的杆将振幅放大。振动扩大棒可以为单一形状的,如指形、悬链形、圆锥形、阶梯 形,也可制成复合形状,如圆柱形复合、圆锥形复合、高斯形变幅杆、傅里叶形变幅杆等。

(4)钻头作超声振动的钻头端面使悬浮液中的磨粒和液体以一定的能量作用于玻璃表面, 并将玻璃加工出一定形状和尺寸。


(5)磨料悬浮液超声波钻孔中常用的磨料有氧化铝、碳化硼、碳化硅等。金刚砂、碳化硼 虽然硬度高,但价格也贵。氧化铝价格低廉,比较适合于玻璃的钻孔,金刚砂钻孔可以达到要求的精度、表面粗糙度和钻孔速率。磨料可在200#〜2000#选用,粗磨料加工的粗糙度高,如 280#造成的表面粗糙度为0. 5μm,800#的粗糙度就为 0.2μm。1200#〜2000#为细磨料,仅用于最后精确加工工 序。影响钻孔表面粗糙度的因素,还有工具材料、工具表 面粗糙度、振动振幅,磨料粒度仅是其中之一。磨料悬浮液中除磨料外,还需加人作为悬浮介质的液 体,此液体在玻璃和振动工具之间起传声器作用,有助于 玻璃和工具间能量有效传递,并可作为将磨料带到钻孔区 的介质,有助于清除钝化的磨料和钻出的玻璃碎屑,还可 起冷却作用。合适的悬浮液介质应有良好的润湿性,能浸 润钻头、玻璃和磨料;有高的热导率和比热容,有效地带 走钻孔区的热量;悬浮介质的密度要大致等于磨料的密度; 悬浮介质的黏度要低,无腐蚀性以避免腐蚀玻璃和钻孔工 具。水是最好的磨料悬浮介质,通常还加人一些防腐剂。

(6)钻床钻床结构比较简单,由声学部件、钻头进 给机构、磨料输送系统、超声发生器、钻孔压力调整机构 组成。




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