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水晶超声波打孔的原理

        由于水晶项链、手链、挂坠等需经过钻孔或串连旨,方能佩戴。因此打孔工艺也是水晶加工工艺的一个重要组成部分。

        打孔工艺的选择非常重要。根据水晶硬度大、性脆的性质,超声波打孔是水晶打孔的最佳方法。 

        超声波打小孔的原理

        超声波打小孔,乃是利用超声频振动的工具通过磨料加工材料的一种方法。它的作用原理:超声波换能器产生的超声频振动,借助变幅杆放大后,驱动加工工具,在工具与加工件间的悬浮液中磨料,以很快速度不断冲击工作件表面使之粉碎而钻孔。同时工具端部的超声波振动,还会使悬浮液产生“空化现象”,由“空化现象”在工件表面形成的液体空腔,在闭合时会产生极强的脉冲液压冲击,也能使工件表面毁坏, 并促使悬浮液循环,磨料得以及时更新,工具逐渐伸人到材料中,工具形状反复制到工件上,即有什么样形状的工具,就有什么形状的小孔。 

       超声波打小孔的设备

      ①超声频发生器 超声频发生器,产生超声波电流。其作用是将50Hz的交流电,变为超声频电功率输出。其功率可大可小,对打小孔的水晶饰品,其功率一般为几十瓦至一百瓦左右。其频率一般为16—25KHz可调。

  ②超声频换能器 超声频换能器,是将超声频电磁振荡转换成机械振动的一种设备。其换能器一般有两种,一种为磁致伸缩换能器,一种为陶瓷压电片。无论哪种换能器,都应使其尺寸(压电片的厚度,或磁致伸捧的长度)为超声波半波长的整数倍。

  ③变幅杆 换能器上超声频振幅,一般较小(0.005—0.01mm)难以打孔钻进。因此就需要放扩大至加工所需振幅(0.01—0.1mm),这样就需要通过变幅杆来实现。变幅杆的形状有阶梯状、锥状等形状。其长度也应为超声波半波长的整数倍。其材料一般用45号钢或工具钢。

  ④工具 工具即为打孔用的针头。工具要紧密联结在变幅杆上,对于打小孔用的工具,一般是焊接在变幅杆细端。其材料一般用的细钢管或钢丝。 

      影响超声打小孔的因素 影响超声打孔的因素主要有三。 

其一、工具振幅 与频率:一般情况下,振幅和频率与加工速度大致成 正比关系。但是太大后又有很多问题,因此工具振幅一般控制在0.02—0.08mm之间,频率控制在16—25kHz之间。

其二,进给力,进给力即工具与工件间的 静压力,对应于最大加工速度,应该有一最佳的静压力,对于打小孔来说,一般约为4×105pa。

其三,磨料及悬浮液性质,一般磨料越硬加工速度越快,磨料越粗,加工速度越快,对于水晶打小孔,一般用100—160目之间的碳化硅。一般悬浮液浓度越大,其加工 速度越快,但如果太大了加工速度反而下降,一般推荐磨粒对水的重量比为0.1—1。

其四,工件性质:工件脆性越大则越容易加工,工件韧性越大则越不容易加工。



作者: 日期:14-12-14, 10:23 AM

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