Uchakataji wa Ultrasonic: teknolojia, faida na hasara

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Sekta ya ufundi vyuma katika hatua hii ya maendeleo ina uwezo wa kutatua kazi changamano za kukata na kuchimba vipengee vya kazi vya viwango tofauti vya ugumu. Hii iliwezekana kwa sababu ya ukuzaji wa njia mpya za kimsingi za kushawishi nyenzo, pamoja na kundi kubwa la njia za elektroniki. Mojawapo ya teknolojia bora zaidi za aina hii ni usindikaji wa ultrasonic (UZO), kulingana na kanuni za mionzi ya umeme.

Kanuni za RCD zenye mwelekeo

Wakati wa uchakataji wa vipimo, vikataji na vikashio vya kimitambo vya kawaida hufanya kama zana ya ushawishi ya moja kwa moja. Tofauti kuu katika njia hii iko katika chanzo cha nishati kinachowezesha chombo. Katika uwezo huu, jenereta ya sasa ya ultrasonic inafanya kazi kwa masafa ya 16-30 kHz. Anachokozaoscillations ya nafaka za abrasive sawa katika mzunguko wa ultrasonic, ambayo inahakikisha ubora wa sifa wa usindikaji. Kwa kuongeza, ni muhimu kuzingatia aina mbalimbali za hatua za mitambo. Hii sio tu vipengele vya kawaida vya kukata na kusaga, lakini pia deformation ya muundo wakati wa kudumisha kiasi chake. Zaidi ya hayo, ukubwa wa ultrasonic huhakikisha kwamba chembe za workpiece zimewekwa kwa kiwango cha chini hata wakati wa kukata. Nafaka zinazoathiri nyenzo zilitoa chembe ndogo ndogo ambazo haziathiri muundo wa bidhaa. Kwa kweli, hakuna uharibifu wa muundo kwa sampuli, hata hivyo, uenezi usio na udhibiti wa nyufa unaweza kutokea.

Tofauti na teknolojia ya plasma

Kwa upande wa ubora wa uchakataji, mbinu za ultrasonic na plasma zina vipengele vingi sawa, vinavyotoa uwezekano wa kukata kwa usahihi wa juu. Lakini pia kati yao kuna tofauti kubwa katika kanuni ya kazi. Kwa hivyo, ikiwa UZO inahusisha athari kubwa kwenye poda ya abrasive kutoka upande wa chombo cha kupunguza kwa usaidizi wa nishati ya jenereta ya wimbi la umeme, basi njia ya usindikaji wa plasma hutumia gesi ya ionized iliyochajiwa na ioni na elektroni kama chombo cha kufanya kazi. Hiyo ni, teknolojia za usindikaji wa ultrasonic na plasma zinahitaji msaada wa jenereta yenye nguvu ya kutosha. Katika kesi ya kwanza, hii ni vifaa vya umeme vya ultrasonic, na katika kesi ya pili, gesi ya juu-joto au mitambo ya isothermal yenye uwezo wa kuleta utawala wa joto wa kati ya kazi hadi 16,000 ° C. Sehemu muhimu ya matibabu ya plasma ni matumizi ya electrodes na plasmavitu vinavyotoa nguvu ya juu ya safu inayoongozwa ya mkataji.

Mashine za Matibabu ya Ultrasonic

Sasa inafaa kuzingatia kwa undani zaidi vifaa vilivyotumika katika utekelezaji wa RCD. Katika viwanda vikubwa, kwa madhumuni hayo, mashine hutumiwa, zinazotolewa na seti ya jenereta kwa ajili ya kuzalisha sasa mbadala ya mzunguko wa ultrasonic. Sasa inayozalishwa inaelekezwa kwa upepo wa kubadilisha fedha za magnetic, ambayo, kwa upande wake, hujenga uwanja wa umeme kwa mwili wa kazi wa ufungaji. Usindikaji wa ultrasonic huanza na ukweli kwamba punch ya mashine huanza kutetemeka, kuwa katika uwanja wa umeme. Masafa ya mtetemo huu huwekwa na jenereta kulingana na vigezo vilivyowekwa vinavyohitajika katika hali fulani.

Ngumi hiyo imeundwa kwa nyenzo ya sumaku (aloi ya chuma, nikeli na kob alti) ambayo inaweza kubadilika kwa vipimo vya mstari chini ya utendishaji wa kipenyozi cha sumaku. Na katika hatua muhimu ya mwisho, ngumi hutenda kwenye poda ya abrasive kupitia oscillations inayoongozwa kando ya waveguide-capacitor. Aidha, kiwango na nguvu ya usindikaji inaweza kuwa tofauti. Kwenye vifaa vinavyozingatiwa, utengenezaji wa chuma wa viwandani hufanywa na uundaji wa miundo mikubwa, lakini pia kuna vifaa vyenye kompakt vyenye kanuni sawa ya utendakazi, ambapo uchongaji wa hali ya juu unafanywa.

mbinu ya RCD ya dimensional

Baada ya kusakinisha kifaa na kutayarishaya nyenzo inayolengwa, tope la abrasive hutolewa kwa eneo la operesheni - ambayo ni, kwa nafasi kati ya uso wa bidhaa na mwisho wa oscillating. Kwa njia, silicon au carbides ya boroni kawaida hutumiwa kama abrasive yenyewe. Katika mistari ya kiotomatiki, maji hutumiwa kwa utoaji wa poda na baridi. Uchakataji wa chuma wa moja kwa moja unajumuisha shughuli mbili:

• Athari ya kupenya kwa chembe za abrasive kwenye uso uliokusudiwa wa kipande cha kazi, kwa sababu yake mtandao wa microcracks huundwa na chembe ndogo za bidhaa kutobolewa.
• Mzunguko wa nyenzo ya abrasive katika eneo la usindikaji - nafaka zilizotumika hubadilishwa na mikondo ya chembe mpya.

Sharti muhimu kwa ufanisi wa mchakato mzima ni kudumisha kasi ya juu katika taratibu zote mbili hadi mwisho wa mzunguko. Vinginevyo, vigezo vya uchakataji hubadilika na usahihi wa mwelekeo wa abrasive kupungua.

Sifa za mchakato

Vigezo vya kuchakata vyema zaidi kwa kazi mahususi vimewekwa mapema. Usanidi wote wa hatua ya mitambo na mali ya nyenzo za workpiece huzingatiwa. Tabia za wastani za matibabu ya ultrasonic zinaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo:

• Masafa ya masafa ya jenereta ya sasa ni kutoka 16 hadi 30 kHz.
• Amplitude ya oscillation ya punch au zana yake ya kufanya kazi - wigo wa chini mwanzoni mwa operesheni ni kutoka mikroni 2 hadi 10, na kiwango cha juu kinaweza kufikia mikroni 60.
• Kueneza kwa tope abrasive - kutoka 20 hadi 100 elfu.nafaka kwa kila mchemraba 1 cm.
• Kipenyo cha vipengele vya abrasive - kutoka mikroni 50 hadi 200.

Kutofautisha vigezo hivi hakuruhusu tu uchakataji wa mstari wa usahihi wa juu wa mtu binafsi, lakini pia uundaji sahihi wa grooves changamano na vikato. Kwa njia nyingi, kufanya kazi na jiometri tata imewezekana kutokana na ukamilifu wa sifa za ngumi, ambazo zinaweza kuathiri utungaji wa abrasive katika mifano tofauti na superstructure nyembamba.

Kuondoa kwa RCD

Operesheni hii inatokana na ongezeko la mashimo na shughuli za mmomonyoko wa sehemu ya akustika wakati chembe ndogo zaidi kutoka kwa mikroni 1 zinapoingizwa kwenye mtiririko wa abrasive. Ukubwa huu unalinganishwa na radius ya ushawishi wa wimbi la sauti ya mshtuko, ambayo inafanya uwezekano wa kuharibu maeneo dhaifu ya burrs. Mchakato wa kufanya kazi umeandaliwa kwa njia maalum ya kioevu na mchanganyiko wa glycerini. Vifaa maalum pia hutumiwa kama chombo - phytomixer, kwenye glasi ambayo kuna abrasives zilizopimwa na sehemu ya kazi. Mara tu wimbi la acoustic linatumiwa kwa kati ya kazi, harakati ya random ya chembe za abrasive huanza, ambayo hufanya juu ya uso wa workpiece. Nafaka nzuri za carbudi ya silicon na electrocorundum katika mchanganyiko wa maji na glycerin hutoa deburring yenye ufanisi hadi 0.1 mm kwa ukubwa. Hiyo ni, matibabu ya ultrasonic hutoa uondoaji sahihi na wa juu-usahihi wa microdefects ambayo inaweza kubaki hata baada ya kusaga mitambo ya jadi. Ikiwa tunazungumza juu ya burrs kubwa, basi inafanya akili kuongeza kasi ya mchakato kwa kuongeza vitu vya kemikali kwenye chombo.kama blue vitriol.

Kusafisha sehemu kwa RCD

Juu ya nyuso za matupu ya chuma yanayofanya kazi, kunaweza kuwa na aina mbalimbali za mipako na uchafu ambao hauruhusiwi, kwa sababu moja au nyingine, kuondolewa kwa usafishaji wa abrasive wa jadi. Katika kesi hii, teknolojia ya usindikaji wa cavitation ultrasonic katika kati ya kioevu pia hutumiwa, lakini kwa idadi ya tofauti kutoka kwa njia ya awali:

• Masafa ya masafa yatatofautiana kutoka 18 hadi 35 kHz.
• Vimumunyisho-hai kama vile pombe aina ya freon na ethyl hutumika kama chombo kioevu.
• Ili kudumisha mchakato thabiti wa cavitation na urekebishaji wa kuaminika wa sehemu ya kazi, inahitajika kuweka hali ya utendakazi ya resonant ya phytomixer, safu ya kioevu ambayo italingana na nusu ya urefu wa wimbi la ultrasonic.

Uchimbaji wa almasi kwa kutumia ultrasound

Njia hii inahusisha matumizi ya zana ya almasi inayozunguka, ambayo inaendeshwa na mitetemo ya ultrasonic. Gharama za nishati kwa mchakato wa matibabu huzidi kiwango cha rasilimali zinazohitajika kwa mbinu za kitamaduni za hatua za kiufundi, kufikia 2000 J/mm3. Nguvu hii inakuwezesha kuchimba kwa kipenyo cha hadi 25 mm kwa kasi ya 0.5 mm / min. Pia, usindikaji wa ultrasonic wa vifaa kwa kuchimba visima unahitaji matumizi ya baridi kwa kiasi kikubwa hadi 5 l/min. Mitiririko ya maji pia huosha poda laini kutoka kwenye nyuso za zana na vifaa vya kufanyia kazi,hutengenezwa wakati wa uharibifu wa abrasive.

Udhibiti wa utendaji wa RCD

Mchakato wa kiteknolojia uko chini ya udhibiti wa opereta, ambaye hufuatilia vigezo vya uigizaji wa mitetemo. Hasa, hii inatumika kwa amplitude ya oscillations, kasi ya sauti, pamoja na ukubwa wa ugavi wa sasa. Kwa msaada wa data hii, udhibiti wa mazingira ya kazi na athari za nyenzo za abrasive kwenye workpiece ni kuhakikisha. Kipengele hiki ni muhimu hasa katika usindikaji wa ultrasonic wa vyombo, wakati njia kadhaa za uendeshaji wa vifaa zinaweza kutumika katika mchakato mmoja wa teknolojia. Mbinu zinazoendelea zaidi za udhibiti zinahusisha ushiriki wa njia otomatiki za kubadilisha vigezo vya usindikaji kulingana na usomaji wa vitambuzi vinavyorekodi vigezo vya bidhaa.

Faida za teknolojia ya ultrasonic

Matumizi ya teknolojia ya RCD hutoa idadi ya manufaa, ambayo hujitokeza kwa viwango tofauti kulingana na mbinu mahususi ya utekelezaji wake:

• Uzalishaji wa mchakato wa uchapaji huongezeka mara kadhaa.
• Uvaaji wa zana za ultrasonic umepunguzwa kwa mara 8-10 ikilinganishwa na mbinu za kawaida za uchapaji.
• Wakati wa kuchimba visima, vigezo vya usindikaji huongezeka kwa kina na kipenyo.
• Huongeza usahihi wa kitendo cha kiufundi.

Kasoro za teknolojia

Utumizi mpana wa mbinu hii bado umezuiwa na idadi ya mapungufu. Wao ni hasa kuhusiana na utata wa kiteknolojia wa shirika.mchakato. Aidha, usindikaji wa ultrasonic wa sehemu unahitaji shughuli za ziada, ikiwa ni pamoja na utoaji wa nyenzo za abrasive kwenye eneo la kazi na uunganisho wa vifaa kwa ajili ya baridi ya maji. Sababu hizi pia zinaweza kuongeza gharama ya kazi. Wakati wa kuhudumia michakato ya viwanda, gharama za nishati pia huongezeka. Rasilimali za ziada zinahitajika sio tu ili kuhakikisha utendaji wa vitengo kuu, lakini pia kwa uendeshaji wa mifumo ya ulinzi na watozaji wa sasa ambao hupeleka mawimbi ya umeme.

Hitimisho

Kuanzishwa kwa teknolojia ya abrasive ya ultrasonic katika michakato ya ufumaji chuma kulitokana na mapungufu katika utumiaji wa mbinu za kitamaduni za kukata, kuchimba visima, kugeuza, n.k. Tofauti na lathe ya kawaida, ufundi wa ultrasonic unaweza kukabiliana ipasavyo na nyenzo za ugumu ulioongezeka.. Matumizi ya teknolojia hii ilifanya iwezekanavyo kufanya shughuli za machining kwenye chuma ngumu, aloi za titanium-carbudi, bidhaa zenye tungsten, nk. Wakati huo huo, usahihi wa juu wa hatua ya mitambo huhakikishiwa na uharibifu mdogo kwa muundo ulio katika kazi. eneo. Lakini, kama ilivyo kwa teknolojia nyingine za kibunifu kama vile ukataji wa plasma, leza na usindikaji wa ndege ya maji, bado kuna matatizo ya kiuchumi na ya shirika wakati wa kutumia mbinu hizo za uchakataji wa chuma.