Павлов Т.П.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ (УЗО) *
Аннотация:
в данной статье рассматривается технология контроля при ультразвуковом формообразовании, обеспечивающая достижение высокого и стабильного качества обрабатываемых элементов изделия
Ключевые слова:
ультразвуковая обработка, контроль, УЗО
УДК 621.9.048.6
Павлов Т.П.
магистрант кафедры технологии машиностроения
Воронежский государственный технический университет
(Россия, г. Воронеж)
ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССА
ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ (УЗО)
Аннотация: в данной статье рассматривается технология контроля при ультразвуковом формообразовании, обеспечивающая достижение высокого и стабильного качества обрабатываемых элементов изделия.
Ключевые слова: ультразвуковая обработка, контроль, УЗО.
В отличие от других методов технологические параметры ультразвукового формообразования зависят от состава жидкости, хрупкости материала заготовки и свойств абразивной среды [2]. Возможные параметры оптимизации УЗО приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Оптимизация параметров,
определяющих обрабатываемость материала
|
Параметр |
Оценка и оптимизация параметра |
Метод контроля |
|
Хрупкость материала заготовки |
Критерий (tx) хрупкости материала заготовки (отношение сопротивления сдвига к сопротивлению на отрыв) |
tx≥2- обрабатываемость УЗО высокая (например, стекло) 1<tx<2 - обрабатываемость средняя (например, твердый сплав) tx<1- материал не пригоден для УЗО |
|
Абразивные материалы
|
Марка (например, карбид бора) Зернистость Концентрация и суспензии |
По документации
Измерениями под микроскопом Измерением массы абразива в жидкости |
|
Жидкая среда |
Вода и ингибитор коррозии Вода и химические добавки (например, 15% раствор сернокислой меди) |
По документации, химанализом
Химанализом |
|
Жесткость крепления заготовки |
Податливость системы |
Механические испытания |
|
Материал инструмента |
Для стекла: - твердый сплав; для твердого сплава- закаленная инструментальная сталь |
Документация и сертификаты материалов |
Контроль режимов для УЗО обычно одинаков для всех технологических применений, однако величина параметров в каждом случае имеет свои значения [1]. Сведения по этому вопросу приведены в табл. 2.
Таблица 2 - Контроль параметров при УЗО
|
Параметр |
Оптимальная и рабочая величина параметра |
Методы и средства контроля |
|
|
При формообразовании |
При интенсификации процесса механической обработки |
||
|
Частота, кГц |
22;24 |
18;22 |
По резонансной частоте поднастройкой (автоматической или ручной) |
|
Амплитуда, мкм |
10-30 (чистовая обработка) 18-50 (черновая) |
10-20 |
По максимальной амплитуде, формируемой концентратором: индукционными, пьезокерамическими или другими датчиками |
|
Давление прижима,МПа |
0,1-1,2 |
1-3 (обработка абразивным инструментом) 3-5 (обработка металлическим инструментом) |
Расчетным путем по результатам измерения силы и площади контакта |
|
Сила подачи,Н |
20-200 |
- |
Датчики и динамометры |
Шероховатость поверхности при УЗО зависит от физико-механических свойств материала заготовки, амплитуды колебаний инструмента, размеров зерен абразива, шероховатости поверхности инструмента и типа жидкости, несущей абразивные зёрна [3].
Максимальное влияние на шероховатость оказывает величина зерна абразивного материала.
Чем выше амплитуда колебаний инструмента при УЗО, тем больше шероховатость поверхность образуется в процессе обработки.
Если рабочей среды несущей абразив, применить машинное масло, то шероховатость образованной поверхности уменьшается, но скорость обработки снизится в несколько и условия подвода и циркуляции абразивных зёрен станут хуже.
Микронеровность обрабатываемой поверхности зависит и от микронеровностей рабочих поверхностей инструмента — микронеровности инструмента будут отражены на поверхности заготовки в процессе ультразвуковой обработки.
При чистовой обработке ультразвуком высота шероховатости рабочих поверхностей инструмента должна быть меньше требуемой высоты микронеровностей заготовки не менее чем в два раза.
Помимо микронеровности качество обработанной ультразвуком поверхности детали характеризуется ее структурным состоянием. При УЗО закаленных сталей и твердых сплавов происходит значительное упрочнение поверхностного слоя заготовки, в результате чего появляются сжимающие остаточные напряжения снижающие качество поверхности обрабатываемой детали.
При ультразвуковой обработке микропорошками при амплитудах колебаний от 15 до 20мкм микронеровность поверхности Ra составляет от 1,2 до 0,4 мкм, а при доводке микронеровность Ra составляет не более 0,2 мкм.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Смоленцев В.П. Управление системами и процессами: учебник для студ. высш. учеб.заведений / В.П. Смоленцев, В.П. Мельников, А.Г. Схиртладзе; под ред. В.П. Мельникова. – М.: Академия, 2010. – 336 с.
Машиностроение: энциклопедия: в 40 т. М.: Макшиностроение, 2000. Т. III–3/ 840 c/
Наукоемкие технологии в машиностроении/под ред. А.Г. Суслова – М.: Машиностроение, 2012. -528 с.
Pavlov T.P.
Master's student of the Department of Mechanical Engineering Technology
Voronezh State Technical University
(Voronezh, Russia)
ENSURING THE QUALITY OF THE PROCESS
DURING ULTRASONIC PROCESSING
Abstract: this article discusses the technology of control during ultrasonic shaping, which ensures the achievement of high and stable quality of the processed elements of the product.
Keywords: ultrasonic treatment, control.
Номер журнала Вестник науки №10 (43) том 3
Ссылка для цитирования:
Павлов Т.П. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ (УЗО) // Вестник науки №10 (43) том 3. С. 125 - 129. 2021 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/4836 (дата обращения: 27.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2021. 16+