ულტრაბგერითი დამუშავება: ტექნოლოგია, უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ლითონის გადამამუშავებელ მრეწველობას განვითარების ამ ეტაპზე შეუძლია გადაჭრას სხვადასხვა სიხისტის სამუშაო ნაწილების ჭრისა და ბურღვის რთული ამოცანები. ეს შესაძლებელი გახდა მასალაზე ზემოქმედების ფუნდამენტურად ახალი გზების შემუშავების გამო, ელექტრომექანიკური მეთოდების ფართო ჯგუფის ჩათვლით. ამ ტიპის ერთ-ერთი ყველაზე ეფექტური ტექნოლოგიაა ულტრაბგერითი დამუშავება (UZO), რომელიც ეფუძნება ელექტროაკუსტიკური გამოსხივების პრინციპებს.

განზომილებიანი RCD-ის პრინციპები

განზომილებიანი დამუშავების დროს, ჩვეულებრივი მექანიკური საჭრელი და აბრაზიული საშუალებები მოქმედებს როგორც პირდაპირი გავლენის ინსტრუმენტი. ამ მეთოდის მთავარი განსხვავება მდგომარეობს ენერგიის წყაროში, რომელიც ამარაგებს ხელსაწყოს. ამ სიმძლავრით, ულტრაბგერითი დენის გენერატორი მუშაობს 16-30 kHz სიხშირეზე. ის პროვოცირებას ახდენსიგივე აბრაზიული მარცვლის რხევები ულტრაბგერითი სიხშირით, რაც უზრუნველყოფს დამუშავების დამახასიათებელ ხარისხს. უფრო მეტიც, აუცილებელია აღინიშნოს მექანიკური მოქმედების სახეობების მრავალფეროვნება. ეს არის არა მხოლოდ ჩვეულებრივი ჭრის და სახეხი ელემენტები, არამედ სტრუქტურის დეფორმაცია მისი მოცულობის შენარჩუნებისას. უფრო მეტიც, ულტრაბგერითი ზომა უზრუნველყოფს სამუშაო ნაწილის ნაწილაკების მინიმუმამდე დაყვანას ჭრის დროსაც კი. მარცვლები, რომლებიც გავლენას ახდენენ მასალაზე, გამოკვეთილია მიკრონაწილაკებით, რომლებიც გავლენას არ ახდენენ პროდუქტის დიზაინზე. ფაქტობრივად, არ ხდება სტრუქტურის განადგურება სინჯების აღებით, თუმცა შეიძლება მოხდეს ბზარების უკონტროლო გამრავლება.

განსხვავებები პლაზმური ტექნოლოგიებისგან

დამუშავების ხარისხის თვალსაზრისით, ულტრაბგერითი და პლაზმური მეთოდები აქვს მრავალი მსგავსი თვისება, რაც უზრუნველყოფს მაღალი სიზუსტის ჭრის შესაძლებლობას. მაგრამ ასევე მათ შორის არის მნიშვნელოვანი განსხვავება მუშაობის პრინციპში. ასე რომ, თუ UZO მოიცავს ინტენსიურ ზემოქმედებას აბრაზიულ ფხვნილზე ტრიმირების ხელსაწყოს მხრიდან, ელექტრო ტალღის გენერატორის ენერგეტიკული მხარდაჭერით, მაშინ პლაზმური დამუშავების მეთოდი იყენებს იონიზებულ გაზს, რომელიც დამუხტულია იონებითა და ელექტრონებით, როგორც სამუშაო გარემო. ანუ, ულტრაბგერითი და პლაზმური დამუშავების ტექნოლოგიები თანაბრად მოითხოვს საკმარისად მძლავრი ენერგიის გენერატორის მხარდაჭერას. პირველ შემთხვევაში, ეს არის ულტრაბგერითი ელექტრო აპარატი, ხოლო მეორე შემთხვევაში, მაღალი ტემპერატურის გაზის ან იზოთერმული დანადგარები, რომლებსაც შეუძლიათ სამუშაო გარემოს ტემპერატურის რეჟიმი 16000 °C-მდე მიყვანა. პლაზმური მკურნალობის მნიშვნელოვანი კომპონენტია ელექტროდების და პლაზმის გამოყენებანივთიერებები, რომლებიც უზრუნველყოფენ საჭრელის მართვადი რკალის მაღალ ძალას.

ულტრაბგერითი სამკურნალო აპარატები

ახლა ღირს უფრო დეტალურად ვისაუბროთ RCD-ის განხორციელებისას გამოყენებულ აღჭურვილობაზე. მსხვილ ინდუსტრიებში, ასეთი მიზნებისათვის, გამოიყენება მანქანები, რომლებიც აღჭურვილია გენერატორის ნაკრებით ულტრაბგერითი სიხშირის ალტერნატიული დენის წარმოქმნისთვის. წარმოქმნილი დენი მიმართულია მაგნიტური გადამყვანის გრაგნილზე, რაც, თავის მხრივ, ქმნის ელექტრომაგნიტურ ველს ინსტალაციის სამუშაო სხეულისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავება იწყება იმით, რომ აპარატის დარტყმა იწყებს ვიბრაციას ელექტრომაგნიტურ ველში ყოფნისას. ამ ვიბრაციის სიხშირეები დაყენებულია გენერატორის მიერ დაყენებული პარამეტრების საფუძველზე, რომლებიც საჭიროა კონკრეტულ შემთხვევაში.

პუნჩი დამზადებულია მაგნიტოსტრიქტორული მასალისგან (რკინის, ნიკელის და კობალტის შენადნობი), რომელსაც შეუძლია შეიცვალოს წრფივი ზომები მაგნიტური გადამყვანის მოქმედებით. და ბოლო კრიტიკულ ეტაპზე, პუნჩი მოქმედებს აბრაზიულ ფხვნილზე ტალღის გამტარ-კონდენსატორის გასწვრივ მართული რხევებით. უფრო მეტიც, დამუშავების მასშტაბი და ძალა შეიძლება იყოს განსხვავებული. განხილულ აღჭურვილობაზე სამრეწველო ლითონის დამუშავება ხორციელდება მასიური კონსტრუქციების ფორმირებით, მაგრამ არის კომპაქტური მოწყობილობებიც მუშაობის ანალოგიური პრინციპით, რომლებზეც კეთდება მაღალი სიზუსტით გრავირება.

განზომილებიანი RCD ტექნიკა

აღჭურვილობის დაყენებისა და მომზადების შემდეგსამიზნე მასალისგან, აბრაზიული ნალექი მიეწოდება ოპერაციის არეალს - ანუ სივრცეს პროდუქტის ზედაპირსა და რხევის ბოლოს შორის. სხვათა შორის, სილიციუმის ან ბორის კარბიდები ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც აბრაზიული. ავტომატურ ხაზებში წყალი გამოიყენება ფხვნილის მიწოდებისა და გაგრილებისთვის. ლითონების უშუალოდ ულტრაბგერითი დამუშავება შედგება ორი ოპერაციისგან:

• აბრაზიული ნაწილაკების ზემოქმედების შეღწევა სამუშაო ნაწილის დანიშნულ ზედაპირზე, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მიკრობზარების ქსელი და ხდება პროდუქტის მიკრონაწილაკების პუნქცია.
• აბრაზიული მასალის ცირკულაცია დამუშავების ზონაში - გამოყენებული მარცვლები იცვლება ახალი ნაწილაკების ნაკადებით.

მთელი პროცესის ეფექტურობის მნიშვნელოვანი პირობაა ციკლის დასრულებამდე ორივე პროცედურის დროს მაღალი ტემპის შენარჩუნება. წინააღმდეგ შემთხვევაში, დამუშავების პარამეტრები იცვლება და აბრაზიული მიმართულების სიზუსტე მცირდება.

პროცესის მახასიათებლები

დამუშავების პარამეტრები ოპტიმალური კონკრეტული ამოცანისთვის წინასწარ არის დაყენებული. მხედველობაში მიიღება როგორც მექანიკური მოქმედების კონფიგურაცია, ასევე სამუშაო ნაწილის მასალის თვისებები. ულტრაბგერითი მკურნალობის საშუალო მახასიათებლები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

• მიმდინარე გენერატორის სიხშირის დიაპაზონი არის 16-დან 30 kHz-მდე.
• პუნჩის ან მისი სამუშაო ხელსაწყოს რხევის ამპლიტუდა - ქვედა სპექტრი ოპერაციის დასაწყისში არის 2-დან 10 მიკრონიმდე, ხოლო ზედა დონემ შეიძლება მიაღწიოს 60 მიკრონს..
• აბრაზიული ნალექის გაჯერება - 20-დან 100 ათასამდე.მარცვლები 1 სმ კუბზე.
• აბრაზიული ელემენტების დიამეტრი - 50-დან 200 მიკრონიმდე.

ამ პარამეტრების ცვალებადობა საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ ინდივიდუალური მაღალი სიზუსტის ხაზოვანი დამუშავება, არამედ რთული ღარებისა და ამონაჭრების ზუსტი ფორმირება. მრავალი თვალსაზრისით, რთული გეომეტრიით მუშაობა შესაძლებელი გახდა პუნჩების მახასიათებლების სრულყოფის გამო, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს აბრაზიულ შემადგენლობაზე სხვადასხვა მოდელებში თხელი კონსტრუქციით.

გაშლა RCD-ით

ეს ოპერაცია ეფუძნება აკუსტიკური ველის კავიტაციისა და ეროზიული აქტივობის ზრდას, როდესაც 1 მიკრონიდან ულტრაპატარა ნაწილაკები შეჰყავთ აბრაზიულ ნაკადში. ეს ზომა შედარებულია დარტყმითი ხმის ტალღის გავლენის რადიუსთან, რაც შესაძლებელს ხდის ბურუსის სუსტი უბნების განადგურებას. სამუშაო პროცესი ორგანიზებულია სპეციალურ თხევად გარემოში გლიცერინის ნარევით. კონტეინერად გამოიყენება აგრეთვე სპეციალური მოწყობილობა - ფიტომიქსერი, რომლის ჭიქაში არის აწონილი აბრაზიული და სამუშაო ნაწილი. როგორც კი აკუსტიკური ტალღა ვრცელდება სამუშაო გარემოზე, იწყება აბრაზიული ნაწილაკების შემთხვევითი მოძრაობა, რომლებიც მოქმედებენ სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე. სილიციუმის კარბიდისა და ელექტროკორუნდის წვრილი მარცვლები წყლისა და გლიცერინის ნარევში უზრუნველყოფს 0,1 მმ-მდე ზომის ეფექტურ გამწმენდს. ანუ, ულტრაბგერითი მკურნალობა უზრუნველყოფს მიკროდეფექტების ზუსტ და მაღალი სიზუსტით მოცილებას, რომელიც შეიძლება დარჩეს ტრადიციული მექანიკური დაფქვის შემდეგაც კი. თუ ვსაუბრობთ დიდ ბუჩქებზე, მაშინ აზრი აქვს პროცესის ინტენსივობის გაზრდას კონტეინერში ქიმიური ელემენტების დამატებით.როგორც ლურჯი ვიტრიოლი.

საწმენდი ნაწილები RCD

სამუშაო ლითონის ბლანკების ზედაპირებზე შეიძლება იყოს სხვადასხვა სახის საფარი და მინარევები, რომელთა მოცილება ამა თუ იმ მიზეზით დაუშვებელია ტრადიციული აბრაზიული წმენდით. ამ შემთხვევაში ასევე გამოიყენება თხევადი გარემოში კავიტაციის ულტრაბგერითი დამუშავების ტექნოლოგია, მაგრამ წინა მეთოდისგან მრავალი განსხვავებებით:

• სიხშირის დიაპაზონი იქნება 18-დან 35 kHz-მდე.
• ორგანული გამხსნელები, როგორიცაა ფრეონი და ეთილის სპირტი, გამოიყენება როგორც თხევადი საშუალება.
• მდგრადი კავიტაციის პროცესის შესანარჩუნებლად და სამუშაო ნაწილის საიმედო ფიქსაციისთვის საჭიროა ფიტომიქსერის მუშაობის რეზონანსული რეჟიმის დაყენება, თხევადი სვეტი, რომელშიც შეესაბამება ულტრაბგერითი ტალღის სიგრძის ნახევარს.

ბრილიანტის ბურღვა ულტრაბგერითი მხარდაჭერით

მეთოდი გულისხმობს მბრუნავი ალმასის ხელსაწყოს გამოყენებას, რომელიც ამოძრავებს ულტრაბგერითი ვიბრაციას. დამუშავების პროცესისთვის ენერგიის ხარჯები აღემატება საჭირო რესურსების მოცულობას მექანიკური მოქმედების ტრადიციული მეთოდებით და აღწევს 2000 ჯ/მმ3. ეს სიმძლავრე საშუალებას გაძლევთ გაბურღოთ 25 მმ-მდე დიამეტრით 0,5 მმ/წთ სიჩქარით. ასევე, ბურღვით მასალების ულტრაბგერითი დამუშავება მოითხოვს გამაგრილებლის გამოყენებას დიდი მოცულობით 5 ლ/წთ-მდე. სითხის ნაკადები ასევე რეცხავს წვრილ ფხვნილს ხელსაწყოების და სამუშაო ნაწილის ზედაპირებიდან,წარმოიქმნება აბრაზივის განადგურების დროს.

RCD შესრულების კონტროლი

ტექნოლოგიური პროცესი ექვემდებარება ოპერატორის კონტროლს, რომელიც აკონტროლებს მოქმედი ვიბრაციების პარამეტრებს. კერძოდ, ეს ეხება რხევების ამპლიტუდას, ხმის სიჩქარეს, ასევე დენის მიწოდების ინტენსივობას. ამ მონაცემების დახმარებით უზრუნველყოფილია სამუშაო გარემოს კონტროლი და აბრაზიული მასალის ზემოქმედება სამუშაო ნაწილზე. ეს თვისება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ინსტრუმენტების ულტრაბგერითი დამუშავებისას, როდესაც ერთ ტექნოლოგიურ პროცესში შეიძლება გამოყენებულ იქნას აღჭურვილობის მუშაობის რამდენიმე რეჟიმი. კონტროლის ყველაზე პროგრესული მეთოდები მოიცავს დამუშავების პარამეტრების შეცვლის ავტომატური საშუალებების მონაწილეობას სენსორების წაკითხვის საფუძველზე, რომლებიც ჩაწერენ პროდუქტის პარამეტრებს.

ულტრაბგერითი ტექნოლოგიის უპირატესობები

RCD ტექნოლოგიის გამოყენება იძლევა უამრავ უპირატესობას, რომლებიც ვლინდება სხვადასხვა ხარისხით, მისი განხორციელების კონკრეტული მეთოდის მიხედვით:

• დამუშავების პროცესის პროდუქტიულობა რამდენჯერმე იზრდება.
• ულტრაბგერითი ხელსაწყოს ცვეთა 8-10-ჯერ მცირდება ჩვეულებრივი დამუშავების მეთოდებთან შედარებით.
• ბურღვის დროს დამუშავების პარამეტრები იზრდება სიღრმეში და დიამეტრში.
• ზრდის მექანიკური მოქმედების სიზუსტეს.

ტექნოლოგიის ხარვეზები

ამ მეთოდის ფართო გამოყენებას ჯერ კიდევ აფერხებს მთელი რიგი ნაკლოვანებები. ისინი ძირითადად დაკავშირებულია ორგანიზაციის ტექნოლოგიურ სირთულესთან.პროცესი. გარდა ამისა, ნაწილების ულტრაბგერითი დამუშავება საჭიროებს დამატებით ოპერაციებს, მათ შორის აბრაზიული მასალის მიწოდებას სამუშაო ზონაში და წყლის გაგრილებისთვის აღჭურვილობის შეერთებას. ამ ფაქტორებმა ასევე შეიძლება გაზარდოს სამუშაოს ღირებულება. სამრეწველო პროცესების მომსახურებისას იზრდება ენერგიის ხარჯებიც. დამატებითი რესურსებია საჭირო არა მხოლოდ ძირითადი დანაყოფების ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად, არამედ დამცავი სისტემებისა და დენის კოლექტორების მუშაობისთვის, რომლებიც ელექტრო სიგნალებს გადასცემენ.

დასკვნა

ულტრაბგერითი აბრაზიული ტექნოლოგიის დანერგვა ლითონის დამუშავების პროცესებში განპირობებული იყო ჭრის, ბურღვის, შემობრუნების და ა.შ. ტრადიციული მეთოდების გამოყენების შეზღუდვით. ჩვეულებრივი ხრახნისაგან განსხვავებით, ულტრაბგერითი ლითონის დამუშავებას შეუძლია ეფექტურად გაუმკლავდეს გაზრდილი სიხისტის მასალებს.. ამ ტექნოლოგიის გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა დამუშავების ოპერაციები გამაგრებულ ფოლადზე, ტიტან-კარბიდის შენადნობებზე, ვოლფრამის შემცველ პროდუქტებზე და ა.შ. ამავდროულად, გარანტირებულია მექანიკური მოქმედების მაღალი სიზუსტე სამუშაოზე მდებარე სტრუქტურის მინიმალური დაზიანებით. ფართობი. მაგრამ, როგორც სხვა ინოვაციური ტექნოლოგიების შემთხვევაში, როგორიცაა პლაზმური ჭრა, ლაზერული და წყალგამტარი დამუშავება, კვლავ რჩება ეკონომიკური და ორგანიზაციული პრობლემები ლითონის დამუშავების ასეთი მეთოდების გამოყენებისას.