Ультразвуковая обработка – это метод шлифования, при котором используется абразивная жидкость, а не прямой контакт с инструментом. В большинстве процессов шлифования используется рабочий инструмент, непосредственно контактирующий с заготовкой для удаления материала. При ультразвуковой обработке жидкость, наполненная абразивным материалом, течет по заготовке, и рабочий инструмент вибрирует от абразивов. Абразивные материалы воздействуют на заготовку и удаляют материал. Поскольку инструмент не касается непосредственно заготовки, давление и инструментальные материалы, используемые при ультразвуковой обработке, часто сильно отличаются от тех, которые используются в более распространенных методах обработки.
Ключом к процессу ультразвуковой обработки является абразивная жидкость. Этот материал, называемый шламом, представляет собой смесь свободно текущей жидкости и одного или нескольких типов твердого абразива. Жидкая часть суспензии обычно представляет собой воду. Для некоторых работ вместо них можно использовать бензол, глицерин или масло, но увеличение вязкости жидкости часто приводит к замедлению процесса.
Поскольку абразив, используемый в суспензии для ультразвуковой обработки, должен быть тверже, чем обрабатываемый материал, распространен широкий спектр абразивов. Основными абразивами часто являются карбид кремния или карбид бора, в основном из-за их твердости и низкой стоимости. Иногда алмазная пыль используется для обработки самых твердых материалов.
Рабочий инструмент, используемый в ультразвуковой обработке, отличается от тех, которые используются в стандартном процессе. Инструмент часто изготавливается из более мягкого материала с высокой пластичностью. Это позволяет абразивам воздействовать на инструмент, но не повреждать его, как обрабатываемый материал. Эти инструменты часто слишком мягкие для стандартных работ по механической обработке; они будут деформироваться, как только коснутся заготовки.
Процесс обработки детали ультразвуком выглядит как обычный процесс, но на самом деле он совершенно другой. Шлам стекает по рабочей зоне, создавая соединение между заготовкой и рабочим инструментом. Инструмент вибрирует, что заставляет абразивы прыгать между заготовкой и инструментом. Поскольку инструмент деформируется, он амортизирует удары абразива, в то время как на заготовке образуются небольшие трещины. Трещины в конечном итоге приводят к отламыванию мелких деталей до тех пор, пока обрабатываемая область заготовки не станет соответствовать форме рабочего инструмента.
Наиболее распространенной причиной использования ультразвуковой обработки является очень хрупкая заготовка. На хрупком материале стандартный машинный процесс приведет к растрескиванию и разрушению материала. Как правило, это приводит к испорченному конечному продукту. Ультразвуковая обработка использует тысячи крошечных ударов и очень небольшое давление, чтобы отодвинуть материал от вещества. Это редко приводит к поломке даже очень хрупких материалов.
