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超声波复合钻孔机床的原理及其应用

磁材料专用超声波复合钻孔机床是专门为加工永磁材料而设计的机电一体化专用机床。大多数永磁材料都属于难加工的脆硬材料密着力，如铁氧体、钕铁硼和钐钴等，这些材料的硬度高、脆性大，用普通机加工方法加工内孔很困难。即使是加工性比较好的钕铁硼材料，在加工微小孔(直径 1mm)和薄壁孔(壁厚 0.5mm)时，也会出现很多问题，如：在加工微小孔时，即使使用高速钻床，效率也很低，而且细小的钻头易出现弯曲，导致孔偏心，钻头也很容易折断；在加工薄壁孔时，废品率高达30%-40%，主要是裂纹、崩边、碎裂等，也有人用先加工内孔再磨外圆的方法加工薄壁孔，同心度却很难保证，致使生产成本居高不下。普通机加工钻孔还存在内孔容易因切削发热而氧化变黑，影响材料性能；以及内孔光洁度差，必须铰孔等弊病。

北京磁通应用技术研究所经过两年多的研究，在国内首次开发出超声波复合钻孔技术，即在钻孔工具上复基于热固合超声波振动，对工件进行旋转加工。它不同于以往的超声波磨料加工，其原理类似于用冲击钻在墙上钻孔。与普通机械钻孔相比，超声波复合钻孔技术具有以下特点：

1、切削力大大降低。其原因是超声波振动将工件的被加工表面击碎形成微裂纹，钻头可很轻易的将材料切削下来。切削力的降低不仅使生产效率提高，降低了切削热，也使钻头不易折断，磨损减轻，钻头的使用寿命提高。特别适合加工脆硬材料。

2、排屑效果好。在超声波作用下，冷却液被喷射到工件的加工表面，形成空化效果，相当于对加工表面进行了超声清洗，大大提高了冷却液的排屑和冷却作用，切屑为均匀细小的粉末，很容易排出，防止了内孔氧化发黑及内孔划痕和裂纹的产生，大大提高了内孔光洁度。

3、钻头刚性提高。塑胶地板超声波使钻头产生“刚性化”效果，使钻头不易产生弯曲变形，因而孔的精度、同心度和圆柱度均大大提高。特别适合加工*2mm以下的小孔。

永磁材料专用超声波复合钻孔机床

是北京磁通应用技术研究所根据永磁材料行业的需要而开发的专门用于在永磁材料上钻孔的机床，由于采用了超声波复合钻孔技术，在加工永磁材料时具有以下优越性：

1、可在钕铁硼材料上加工*1mm以下的微小孔。例如：加工*0.5mm的小孔，只需二千转/分的中等转速即可加工，加工效率比高速钻床高倍，长径比可达20以上，钻头不易折断。

2、可在钕铁硼材料上加工壁厚在0.5mm以下的薄壁孔。例如：可直接在*2.6mm的圆柱上加工*1.7mm的孔，由崩边、碎裂、微裂纹等造成的废品可降到5PPG：创新%以下。

3、在加工钕铁硼材料时，孔的精度和同心度可控制在0.02mm以内。

4、在钕铁硼材料上加工*2mm以上的普通孔时，与普通机加工相比，效率可提高50%-80%，钻头寿命可提高50%以上。

5、在钕铁硼材料上加工*6mm以上孔时，可利用金刚石工具进行套料加工，与普通钻床套料加工相比，效率提高倍，工具磨损减少50%。

6、采用金刚石工具，可以高效率地在钐钴、铁氧体和铝镍钴材料上钻孔。例如钐钴材料，不仅硬度高，而且脆性极大，用普通机加工方法无法加工小孔和薄壁孔，而使用本机床则可很容易地加工出壁厚在1mm左右的薄壁孔及*1mm左右的小孔。

7、加工钕铁硼材料时的温升较低，内孔及外表面不会氧化发黑，也无划痕、沟槽、裂纹等缺陷，因而内孔光洁度高，可不必铰孔。

8、适应范围广。除永磁材料外，还可加工石英、玻璃、宝石、陶瓷等脆硬材料。也可用于加工不锈钢、淬火钢、铜合金等难加工材料的小孔，如喷丝孔、化油器喷油嘴、打火机喷嘴等。

永磁材料专用超声波复合钻孔机床

由于采用了陕西大通电子科技研究所专门开发的超声波发生器电源和换能器，与原来国内同类设备相办公设备比，具有以直线轴承下特点：

1、具有频率自动跟踪功能。当负载变化引起谐振频率变化时，超声波发生器会自动跟踪频率的变化，使钻头始终工作在最佳谐振点上。而国内目前同类设备没有此项功能，在工作时输出不稳定，超声波振动时有时无，严重影响生产效率和产品质量。

2、能量转换效率高。虽然输入功率只有50W，而电声功率可达36W。超声波电源与换能器阻抗匹配良好，整个系统无发热现象，可长时间连续不间断工作。

3、系统稳定可靠，故障率低。

永磁材料专用超声波复合钻孔机床其技术指标如下表：

项 目 CTDK-A2

超声波输出功率 100W

超声波振动频率 20KHz

机床电机功率 550W

主轴转速(转/分)

加工孔径范围 φ0.7-φ6

最大夹料直径 φ17

夹料方式 弹簧夹头、拉杆取料

弹簧夹头、 推杆顶出料

盘刷

停机方式 脚踏离合器停机

该机床，加工范围较大，适用于品种多也许您会说原来某厂家的6档机的场合，以及在钐钴、铁氧体材料上钻孔。、BP机磁钢专用钻孔机床，是专门为加工、BP机用钕铁硼磁钢而设计的，具有价格低廉、旋转精度高、机电性能稳定、转速快、体积小、耗电小等特点。

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