Përpunimi me ultratinguj: teknologjia, avantazhet dhe disavantazhet

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Industria e përpunimit të metaleve në këtë fazë zhvillimi është në gjendje të zgjidhë detyrat komplekse të prerjes dhe shpimit të pjesëve të punës me shkallë të ndryshme fortësie. Kjo u bë e mundur për shkak të zhvillimit të mënyrave thelbësisht të reja për të ndikuar në material, duke përfshirë një grup të gjerë metodash elektromekanike. Një nga teknologjitë më efektive të këtij lloji është përpunimi me ultratinguj (UZO), i bazuar në parimet e rrezatimit elektroakustik.

Parimet e RCD dimensionale

Gjatë përpunimit dimensional, prerëset e zakonshme mekanike dhe gërryesit veprojnë si një mjet i drejtpërdrejtë ndikimi. Dallimi kryesor në këtë metodë qëndron në burimin e energjisë që fuqizon mjetin. Në këtë kapacitet, gjeneratori i rrymës tejzanor funksionon në frekuencat 16-30 kHz. Ai provokonlëkundjet e të njëjtave kokrra gërryese në frekuencë tejzanor, gjë që siguron cilësinë karakteristike të përpunimit. Për më tepër, është e nevojshme të theksohet shumëllojshmëria e llojeve të veprimit mekanik. Ky nuk është vetëm elementët e zakonshëm të prerjes dhe bluarjes, por edhe deformimi i strukturës duke ruajtur vëllimin e saj. Për më tepër, madhësia tejzanor siguron që grimcat e pjesës së punës të mbahen në minimum edhe gjatë prerjes. Kokrrat që ndikojnë në material nxjerrin mikrogrimca me pika që nuk ndikojnë në dizajnin e produktit. Në fakt, nuk ka asnjë shkatërrim të strukturës me marrjen e mostrave, megjithatë, mund të ndodhë përhapja e pakontrolluar e çarjeve.

Dallimet nga teknologjia e plazmës

Për sa i përket cilësisë së përpunimit, metodat ultrasonike dhe plazma kanë shumë karakteristika të ngjashme, duke ofruar mundësinë e prerjes me saktësi të lartë. Por edhe mes tyre ka një ndryshim domethënës në parimin e punës. Pra, nëse UZO përfshin një ndikim intensiv në pluhurin gërryes nga ana e mjetit prerës me mbështetjen energjetike të një gjeneratori të valëve elektrike, atëherë metoda e përpunimit të plazmës përdor gaz jonizues të ngarkuar me jone dhe elektrone si një mjet pune. Kjo do të thotë, teknologjitë e përpunimit tejzanor dhe plazmës kërkojnë në mënyrë të barabartë mbështetjen e një gjeneruesi mjaft të fuqishëm të energjisë. Në rastin e parë, ky është një aparat elektrik tejzanor, dhe në rastin e dytë, instalime gazi me temperaturë të lartë ose izotermale të afta për të sjellë regjimin e temperaturës së mediumit të punës në 16,000 °C. Një komponent i rëndësishëm i trajtimit të plazmës është përdorimi i elektrodave dhe plazmëssubstanca që sigurojnë fuqi të lartë të harkut të drejtuar të prerësit.

Makinat e trajtimit me ultratinguj

Tani ia vlen të ndalemi më në detaje në pajisjet e përdorura në zbatimin e RCD. Në industri të mëdha, për qëllime të tilla, përdoren makina, të pajisura me një grup gjeneratori për gjenerimin e rrymës alternative të frekuencës tejzanor. Rryma e gjeneruar drejtohet në mbështjelljen e konvertuesit magnetik, i cili, nga ana tjetër, krijon një fushë elektromagnetike për trupin e punës të instalimit. Përpunimi tejzanor fillon me faktin se grushti i makinës fillon të dridhet, duke qenë në një fushë elektromagnetike. Frekuencat e këtij dridhjeje vendosen nga gjeneratori në bazë të parametrave të caktuar që kërkohen në një rast të caktuar.

Grushti është bërë nga një material magnetostrictive (një aliazh hekuri, nikeli dhe kob alti) që mund të ndryshojë në dimensione lineare nën veprimin e një dhënës magnetik. Dhe në fazën e fundit kritike, grushti vepron mbi pluhurin gërryes përmes lëkundjeve të drejtuara përgjatë kondensatorit të valëve. Për më tepër, shkalla dhe fuqia e përpunimit mund të jenë të ndryshme. Mbi pajisjet e marra në konsideratë, përpunimi industrial i metaleve kryhet me formimin e strukturave masive, por ka edhe pajisje kompakte me të njëjtin parim funksionimi, mbi të cilat kryhet gdhendje me precizion të lartë.

Teknika RCD dimensionale

Pas instalimit të pajisjeve dhe përgatitjesnga materiali i synuar, llumi gërryes furnizohet në zonën e funksionimit - domethënë në hapësirën midis sipërfaqes së produktit dhe skajit lëkundës. Nga rruga, karbidet e silikonit ose borit zakonisht përdoren si vetë gërryes. Në linjat e automatizuara, uji përdoret për shpërndarjen dhe ftohjen e pluhurit. Përpunimi direkt me ultratinguj i metaleve përbëhet nga dy operacione:

• Depërtimi me ndikim i grimcave gërryese në sipërfaqen e synuar të pjesës së punës, si rezultat i së cilës formohet një rrjet mikroçarjesh dhe mikrogrimcat e produktit shpohen.
• Qarkullimi i materialit gërryes në zonën e përpunimit - kokrrat e përdorura zëvendësohen me rryma grimcash të reja.

Një kusht i rëndësishëm për efektivitetin e të gjithë procesit është ruajtja e një ritmi të lartë në të dyja procedurat deri në fund të ciklit. Përndryshe, parametrat e përpunimit ndryshojnë dhe saktësia e drejtimit gërryes zvogëlohet.

Karakteristikat e procesit

Parametrat e përpunimit optimal për një detyrë specifike janë të paracaktuara. Merren parasysh si konfigurimi i veprimit mekanik ashtu edhe vetitë e materialit të pjesës së punës. Karakteristikat mesatare të trajtimit me ultratinguj mund të përfaqësohen si më poshtë:

• Diapazoni i frekuencës së gjeneratorit aktual është nga 16 në 30 kHz.
• Amplituda e lëkundjes së grushtit ose mjetit të tij të punës - spektri i poshtëm në fillim të operacionit është nga 2 deri në 10 mikronë dhe niveli i sipërm mund të arrijë 60 mikronë.
• Ngopja e llumit gërryes - nga 20 në 100 mijë.kokrra për kub 1 cm.
• Diametri i elementeve gërryes - nga 50 në 200 mikron.

Ndryshimi i këtyre parametrave lejon jo vetëm përpunimin individual linear me precizion të lartë, por edhe formimin e saktë të kanaleve dhe prerjeve komplekse. Në shumë mënyra, puna me gjeometri komplekse është bërë e mundur për shkak të përsosjes së karakteristikave të goditjeve, të cilat mund të ndikojnë në përbërjen gërryese në modele të ndryshme me një superstrukturë të hollë.

Shkarkim me RCD

Ky operacion bazohet në një rritje të kavitacionit dhe aktivitetit gërryes të fushës akustike kur grimcat ultra të vogla nga 1 mikron futen në rrjedhën gërryese. Kjo madhësi është e krahasueshme me rrezen e ndikimit të valës së tingullit të goditjes, gjë që bën të mundur shkatërrimin e zonave të dobëta të gërvishtjeve. Procesi i punës organizohet në një mjedis të veçantë të lëngshëm me një përzierje glicerinë. Si enë përdoret gjithashtu një pajisje speciale - një fitomikser, në një gotë të së cilës ka gërryes të peshuar dhe një pjesë pune. Sapo një valë akustike aplikohet në mjedisin e punës, fillon lëvizja e rastësishme e grimcave gërryese, të cilat veprojnë në sipërfaqen e pjesës së punës. Kokrrat e imta të karabit të silikonit dhe elektrokorundit në një përzierje uji dhe glicerinë sigurojnë gërryerje efektive deri në 0,1 mm në madhësi. Kjo do të thotë, trajtimi me ultratinguj siguron heqjen e saktë dhe me saktësi të lartë të mikrodefekteve që mund të mbeten edhe pas bluarjes mekanike tradicionale. Nëse po flasim për gërvishtje të mëdha, atëherë ka kuptim të rritet intensiteti i procesit duke shtuar elementë kimikë në enë.si vitriol blu.

Pastrim pjesësh me RCD

Në sipërfaqet e boshllëqeve metalike të punës, mund të ketë lloje të ndryshme veshjesh dhe papastërtish që nuk lejohen, për një arsye ose një tjetër, të hiqen nga pastrimi tradicional gërryes. Në këtë rast, përdoret gjithashtu teknologjia e përpunimit tejzanor të kavitacionit në një medium të lëngshëm, por me një numër dallimesh nga metoda e mëparshme:

• Sfera e frekuencës do të ndryshojë nga 18 në 35 kHz.
• Tretësirat organikë si freoni dhe alkooli etilik përdoren si një medium i lëngshëm.
• Për të ruajtur një proces të qëndrueshëm kavitacioni dhe fiksim të besueshëm të pjesës së punës, kërkohet të vendoset mënyra rezonante e funksionimit të fitomikserit, kolona e lëngshme në të cilën do të korrespondojë me gjysmën e gjatësisë së valës tejzanor.

Shpimi me diamant i mbështetur me ultratinguj

Metoda përfshin përdorimin e një mjeti rrotullues diamanti, i cili drejtohet nga dridhjet tejzanor. Kostot e energjisë për procesin e trajtimit tejkalojnë vëllimin e burimeve të kërkuara me metodat tradicionale të veprimit mekanik, duke arritur në 2000 J/mm3. Kjo fuqi ju lejon të shponi me një diametër deri në 25 mm me një shpejtësi prej 0,5 mm/min. Gjithashtu, përpunimi me ultratinguj i materialeve me shpim kërkon përdorimin e ftohësit në vëllime të mëdha deri në 5 l/min. Rrjedhat e lëngjeve gjithashtu pastrojnë pluhurin e imët nga sipërfaqet e veglave dhe pjesës së punës,formuar gjatë shkatërrimit të lëndës gërryese.

Kontrolli i performancës RCD

Procesi teknologjik është nën kontrollin e operatorit, i cili monitoron parametrat e dridhjeve të veprimit. Në veçanti, kjo vlen për amplituda e lëkundjeve, shpejtësia e zërit, si dhe intensiteti i furnizimit aktual. Me ndihmën e këtyre të dhënave sigurohet kontrolli i mjedisit të punës dhe ndikimi i materialit gërryes në pjesën e punës. Kjo veçori është veçanërisht e rëndësishme në përpunimin tejzanor të instrumenteve, kur disa mënyra të funksionimit të pajisjeve mund të përdoren në një proces teknologjik. Metodat më progresive të kontrollit përfshijnë pjesëmarrjen e mjeteve automatike të ndryshimit të parametrave të përpunimit bazuar në leximet e sensorëve që regjistrojnë parametrat e produktit.

Përparësitë e teknologjisë tejzanor

Përdorimi i teknologjisë RCD ofron një sërë avantazhesh, të cilat manifestohen në shkallë të ndryshme në varësi të metodës specifike të zbatimit të saj:

• Produktiviteti i procesit të përpunimit rritet disa herë.
• Vendosja e veglave tejzanor zvogëlohet me 8-10 herë në krahasim me metodat konvencionale të përpunimit.
• Gjatë shpimit, parametrat e përpunimit rriten në thellësi dhe diametër.
• Rrit saktësinë e veprimit mekanik.

Difekte të teknologjisë

Zbatimi i gjerë i kësaj metode ende pengohet nga një sërë mangësish. Ato lidhen kryesisht me kompleksitetin teknologjik të organizatës.procesi. Për më tepër, përpunimi tejzanor i pjesëve kërkon operacione shtesë, duke përfshirë dërgimin e materialit gërryes në zonën e punës dhe lidhjen e pajisjeve për ftohjen e ujit. Këta faktorë gjithashtu mund të rrisin koston e punës. Gjatë servisimit të proceseve industriale rriten edhe kostot e energjisë. Kërkohen burime shtesë jo vetëm për të siguruar funksionimin e njësive kryesore, por edhe për funksionimin e sistemeve të mbrojtjes dhe kolektorëve të rrymës që transmetojnë sinjale elektrike.

Përfundim

Futja e teknologjisë gërryese tejzanor në proceset e përpunimit të metaleve ishte për shkak të kufizimeve në përdorimin e metodave tradicionale të prerjes, shpimit, tornimit, etj. Ndryshe nga një torno konvencionale, përpunimi i metaleve tejzanor është në gjendje të përballojë në mënyrë efektive materialet me fortësi të shtuar. Përdorimi i kësaj teknologjie bëri të mundur kryerjen e operacioneve të përpunimit në çelik të ngurtësuar, aliazhe titan-karbit, produkte që përmbajnë tungsten etj. Në të njëjtën kohë, garantohet saktësia e lartë e veprimit mekanik me dëmtim minimal të strukturës së vendosur në punim. zonë. Por, siç është rasti me teknologjitë e tjera novatore si prerja e plazmës, përpunimi me lazer dhe uji, ka ende probleme ekonomike dhe organizative kur përdoren metoda të tilla të përpunimit të metaleve.