پارامترهایی که در هنگام انتخاب دستگاه اولتراسونیک باید در نظر داشت

توان خروجی دستگاه: توان دستگاه اولتراسونیک مختلف ۴۵-۲۰ وات می باشد. دستگاههای ۲۰ وات مناسب برای قالبهای کوچک با سطوح محدود و نه چندان زیر می باشد. ابزارهای ساینده مناسب برای دستگاه های ۲۰ وات سوهانچه های سرامیک می باشند. دستگاه های ۴۵-۱۰ وات (با قدرت قابل تنظیم) قابل استفاده برای سطوح زیر در قالبهای بزرگ نیز می باشند. غیر از سوهان چه های سرامیک، انواع سوهان چه های الماس نیز قابل نصب بر دستگاه میباشند.

تنظیم فرکانس رزونانس در دستگاه اولتراسونیک

ابزار ساینده ای که به دستگاه اولتراسونیک متصل می شود، بر حسب ابعاد و وزن آن دارای یک فرکانس ذاتی که به آن فرکانس نوسان طبیعی گویند می باشد. برای به تشدید در آوردن ابزار ساینده دستگاه اولتراسونیک باید قادر به تشخیص و تولید فرکانسی برابر با فرکانس نوسان طبیعی ابزار باشد. تنظيم فرکانس خروجی دستگاه در دستگاههای اولتراسونیک قدیمی بصورت آنالوگ و دستی انجام می پذیرفت.

• در دستگاههای جدیدتر تنظیم فرکانس بصورت دیجیتال و با مکانیزم فید بک اتوماتیک انجام شد لکن باز هم محدودیتهایی در کار بود. این دستگاهها تنها قادر به یافتن فرکانس ابزارهائی بودند که با دستگاه عرضه شده یا طی جداولی معرفی می شدند.
• در آخرین نسل از دستگاههای اولتراسونیک که توسط کمپانی Gous Electric تایوان عرضه شده است عملا محدودیت استفاده از ابزارهای ساینده به حداقل رسیده و دستگاه قادر به یافتن فرکانس طیف وسیعی از انواع ابزارهای ساینده می باشد.

نام گذاری تکنولوژی دستگاه اولتراسونیک ( ماوراء صوت) به این دلیل می باشد که امواج صوتی تولید شده از ارتعاشات مکانیکی دستگاه بالاتر از حد شنوائی انسان می باشد.

۳- ساینده ها

در این مبحث به ابزارها و مواد بی شماری می توان اشاره کرد که هر کدام کاربرد خود را در زمینه خاص دارند. ما در اینجا تنها به پرمصرف ترین و متداولترین انواع ساینده ها و دیگر ابزارها اشاره خواهیم نمود.

ساینده ها ابزارهائی هستند که وظیفه براده برداری را در مراحل مختلف خشن کاری، پولیش و پولیش آینه ای برعهده دارند.

ابزارهای ساینده ای که در پرداخت و پولیش قالب مورد استفاده قرار می گیرند از نظر نوع مواد ساینده عبارتند:

سنگ ها و سمباده ها – ابزارهای الیاف سرامیک – ابزارهای الماس

– سنگ های پرداخت

این ابزارها عمدتا به دو شکل انگشتی و سوهان چه ای شکل می باشند. سنگهای انگشتی توسط دست ابزارهای دورانی و سنگهای سوهانچه ای توسط دست ابزارهای ارتعاشی یا به شکل دستی مورد استفاده قرار میگیرند. سنگها اکثرا در مرحله خشن کاری مورد استفاده قرار میگیرند.

دو مشخصه اصلی در انتخاب سنگ عبارتند از: دانه بندی (Grit Size) که معرف زبری یا نرمی سنگ میباشد و دیگری سختی(Hardness) می باشند.

زبری سنگ متناسب با قطر دانه های پودر تشکیل دهنده سنگ می باشد. بر اساس استاندارد FEPA دانه بندی (Grit Size) و یا به عبارتی زیری یا ریزدانگی سنگها با اعداد توافقی زیر مشخص میشوند.

• زبرن

۶/۸/۱۰/۱۲/۱۴/۱۶/۲۰/۲۴

• متوسط:

۳۰/۳۰۶/۴۶/۵۴/۶۰

• ریز دانه :

۱۸۰) – ۰/۱۵

۷۰/۸۰/۹۰/۱۰۰/۱۲

• بسیار ریز:

۲۲۰/۲۴۰/۲۸۰/۳۲۰/۴۰۰/۵۰۰

اینها همان اعدادی هستند که هر صنعت گری در استفاده از سمباده ها با آنها آشنایی دارد. در مبحث پرداخت و پولیش قالب دامنه دانه بندی مورد استفاده ۱۲۰۰-۱۲۰ بوده و سنگهای زبرتر کاربردی ندارند.

سختی سنگ

(Hardness معیاری است از نیروئی که دانه های ساینده را به هم پیوند میدهد. این نیرو توسط مواد چسبنده مختلف می تواند حاصل شود. سنگ های سخت تر از استهلاک کمتری برخوردار می باشند. این دسته از سنگ ها برای استفاده در دست ابزارهای دورانی دور بالا و دست ابزارهای ارتعاشی با فرکانس بالا کاربرد دارند.

به دلیل سختی بالا، شکل دهی این سنگها برای پرداخت اشکال هندسی خاص مشکل می باشد. سنگها نوع نرم تر در مواردی کاربرد دارند که شکل پذیری سنگ حائز اهمیت می باشد، این دسته از سنگ ها با وجود استهلاک بالا در پرداخت اشکال هندسی پیچیده کاربرد وسيع دارند.

بر اساس استاندارد 69100 DIN سختی سنگ ها با حروف توافقی زیر مشخص می شوند:

• فوق العاده نرم :

A,B,C,D

• بسیار نرم :

E,F,G

• نرم :

H,I,J,K

• متوسط

L,N,N,O

• سخت :

P,Q,R,S

• بسیار سخت :

T,U,V, W

• فوق العاده سخت :

X,Y,Z

صرف نظر از دانه بندی و سختی، پارامترهای دیگری وجود دارند که در کیفیت سنگ نقش تعیین کننده دارند. در حالی که بسیاری از سنگ های انگشتی و سوهان چه ای شکل موجود در بازار برای کاربردهای گوناگون صنعتی مناسب می باشند ولی همه گونه های این سنگ ها برای کار پرداخت قالب مناسب نمی باشند.

یکی از اشکالات عمده ای که در پرداخت با سنگ های ارزان قیمت بوجود می آید، ایجاد خش های عمیق ناخواسته بر روی سطح پرداخت می باشد که به دلیل عدم یکنواختی و دقت دانه بندی سنگ بوجود می آید. مواد چسبنده (Bonding Mediumn) که برای پیوند دانه های ساینده بکار برده میشود، در صورت نامرغوب بودن، پیوند غیر همگنی در سنگ بوجود می آورد که در نتیجه آن در قسمتی از سنگ دانه ها به راحتی فرو پاشیده و در قسمتهای دیگر با تشکیل پیوند مستحکم غیر متعارف بین چندین ذره پودر، ذره درشت تری را تشکیل داده و به این ترتیب سنگ می تواند خش هائی با زبری خارج از انتظار بر روی سطح ایجاد کند. خش های ناخواسته ای که در هنگام استفاده از سنگ های نامرغوب بر روی سطح قالب ایجاد می شود، در برخی موارد به اندازه ای عمیق می باشند که برطرف کردن آنها به قیمت برهم زدن فرم قالب یا ایجاد اعوجاجات شدید بر روی سطح تمام می شود.

پارامتر دیگری که در انتخاب سنگ مطرح است سرعت براده برداری آن می باشد. سنگ در صورتی می تواند حداکثر سرعت براده برداری را داشته باشد که دانه های تشکیل دهنده آن اولا بشكل مستحکم به بدنه سنگ پیوند شده باشند (که شرح آن گذشت) و ثانيا دانه های سنگ که در حال براده برداری میباشند زیر فشار خرد نشده و به دانه های ریز تر تبدیل نشوند.

پر شدن منافذ سنگ از پدیده هائی است که در سنگ های نامناسب با آن مواجه هستیم. با پر شدن این منافذ، عملا سنگ قادر به ادامه براده برداری نمی باشد و برای ادامه براده برداری باید از حلالهائی مثل نفت در هنگام کار با این نوع از سنگها استفاده نمود. به همین دلیل این نوع سنگها را اصطلاح سنگ نفت می نامند. در استفاده از انواع سنگهای ویژه پرداخت، به دلیل عدم وجود پدیده گرفتگی، نیازی به استفاده از حلال نمی باشد . در کار کردن با سنگ بصورت خشک، ضمن اینکه بوی نامطبوع و آلودگی محیط کار مزاحمتی برای اوپراتور پولیشکار بوجود نمی آورد، سطح کار مورد براده برداری همواره زیر نظر پولیشکار بوده و روند کار تحت کنترل می باشد.

سنگهائی که در حرفه پرداخت و پولیش مصرف میشود از انواع تخصصی محسوب شده و با وجود گران قیمت بودن آنها به دلیل بالا بودن سرعت عمل و کاهش احتمالات خرابی که منجر به دوباره کاری شود، اقتصادی می باشند.

سنگهای سخت Blue EDM

سنگهای Blue EDM قابل استفاده با دست ابزارهای ارتعاشی، دستگاه پرداخت اولتراسونیک و پرداخت دستی میباشند.

این سنگها از دانه های اکسید آلومینیم با لبه های بسیار تیز تشکیل شده اند و کارایی بسیار چشمگیری در پرداخت سطوح ماشینکاری شده توسط اسپارک اروژن دارند.

• پایداری ابعادی
• عمر مفيد بالا
• براده برداری سریع
• عدم گرفتگی منافذ در حین کار

از مشخصه های اصلی این سنگها میباشند.

دانه بندی این سنگ ها |

:۱۲ – ۳۲۰ – ۳۲۰ – ۴۰۰ – ۶۰۰ می باشد.

نکته:

در صورت استفاده سنگ بصورت تخت (جهت کف زنی سطح) پدیده گرفتگی برای هر نوع سنگی اتفاق می افتد و سنگ Blue EDM نیز از این اصل میرا نمی باشد. در این موارد استفاده از حلال ها ضروری می باشد.

سنگ های شکل پذیر MF, WP و SF: این گروه از سنگها از پودر سیلیکون کارباید با دانه بندی بسیار دقیق تهیه شده و ضمن براده برداری سریع، خش هائی یکنواخت بر سطوح از خود بر جای می گذارند. به واسطه برخورداری از سختی پایین ( soft Bonding) این سنگها کاملا شکل پذیر بوده و اکثرا جهت پولیش مواضعی که سنگ باید شکل آن را به خود بگیرد مورد استفاده قرار میگیرند.

دانه بندی این سنگها از قرار زیر میباشد

• WP : 220# – 320 – 400# – 600#
• MF : 800#
• SF : 1200H

کلام آخر

ما در این مقاله دستگاه اولتراسونیک و ساینده ها را بررسی کردیم، برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله های ما را دنبال نمایید.

منبع