المعالجة بالموجات فوق الصوتية: التكنولوجيا والمزايا والعيوب

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

صناعة المعادن في هذه المرحلة من التطوير قادرة على حل المهام المعقدة لقطع وحفر قطع العمل بدرجات متفاوتة من الصلابة. أصبح هذا ممكنًا بسبب تطوير طرق جديدة بشكل أساسي للتأثير على المادة ، بما في ذلك مجموعة واسعة من الأساليب الكهروميكانيكية. واحدة من أكثر التقنيات فعالية من هذا النوع هي المعالجة بالموجات فوق الصوتية (UZO) ، بناءً على مبادئ الإشعاع الكهروضوئي.

مبادئ RCD الأبعاد

أثناء معالجة الأبعاد ، تعمل القواطع والمواد الكاشطة الميكانيكية المعتادة كأداة مباشرة للتأثير. يكمن الاختلاف الرئيسي في هذه الطريقة في مصدر الطاقة الذي يشغل الأداة. بهذه السعة ، يعمل مولد التيار فوق الصوتي بترددات تتراوح من 16 إلى 30 كيلو هرتز. يستفزتذبذبات نفس الحبوب الكاشطة بتردد فوق صوتي ، مما يضمن الجودة المميزة للمعالجة. علاوة على ذلك ، من الضروري ملاحظة تنوع أنواع الإجراءات الميكانيكية. هذه ليست فقط عناصر القطع والطحن المعتادة ، ولكن أيضًا تشوه الهيكل مع الحفاظ على حجمه. علاوة على ذلك ، يضمن التحجيم بالموجات فوق الصوتية أن يتم تقليل جزيئات قطعة العمل إلى الحد الأدنى حتى أثناء القطع. الحبوب التي تؤثر على مادة الجسيمات الدقيقة المنتشرة والتي لا تؤثر على تصميم المنتج. في الواقع ، لا يوجد تدمير للهيكل عن طريق أخذ العينات ، ومع ذلك ، قد يحدث انتشار غير محكوم للشقوق.

الاختلافات عن تقنية البلازما

من حيث جودة المعالجة ، تتميز طرق الموجات فوق الصوتية والبلازما بالعديد من الميزات المتشابهة ، مما يوفر إمكانية القطع عالي الدقة. ولكن بينهما أيضًا اختلاف كبير في مبدأ العمل. لذلك ، إذا كان UZO ينطوي على تأثير مكثف على مسحوق الكشط من جانب أداة التشذيب بدعم الطاقة لمولد الموجة الكهربائية ، فإن طريقة معالجة البلازما تستخدم الغاز المتأين المشحون بالأيونات والإلكترونات كوسيط عمل. أي أن تقنيات المعالجة بالموجات فوق الصوتية والبلازما تتطلب بالتساوي دعم مولد طاقة قوي بدرجة كافية. في الحالة الأولى ، هذا جهاز كهربائي بالموجات فوق الصوتية ، وفي الحالة الثانية ، غاز عالي الحرارة أو تركيبات متساوية الحرارة قادرة على رفع نظام درجة حرارة وسط العمل إلى 16000 درجة مئوية. يعد استخدام الأقطاب الكهربائية والبلازما أحد المكونات المهمة في علاج البلازماالمواد التي توفر قوة عالية للقوس الموجه للقاطع.

آلات العلاج بالموجات فوق الصوتية

الآن من المفيد الخوض في مزيد من التفاصيل حول المعدات المستخدمة في تنفيذ التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية. في الصناعات الكبيرة ، لهذه الأغراض ، يتم استخدام الآلات المزودة بمجموعة مولدات لتوليد تيار متناوب من التردد فوق الصوتي. يتم توجيه التيار المتولد إلى لف المحول المغناطيسي ، والذي بدوره يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا لجسم العمل الخاص بالتركيب. تبدأ المعالجة بالموجات فوق الصوتية بحقيقة أن لكمة الآلة تبدأ في الاهتزاز ، في مجال كهرومغناطيسي. يتم ضبط ترددات هذا الاهتزاز بواسطة المولد بناءً على المعلمات المحددة المطلوبة في حالة معينة.

الثقب مصنوع من مادة تقبض مغناطيسي (سبيكة من الحديد والنيكل والكوبالت) يمكن أن تتغير في الأبعاد الخطية تحت تأثير محول مغناطيسي. وفي المرحلة الحرجة النهائية ، تعمل الثقب على مسحوق الكشط من خلال الاهتزازات الموجهة على طول مكثف الدليل الموجي. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون حجم وقوة المعالجة مختلفين. فيما يتعلق بالمعدات التي يتم النظر فيها ، يتم تنفيذ الأشغال المعدنية الصناعية من خلال تشكيل هياكل ضخمة ، ولكن هناك أيضًا أجهزة مدمجة ذات مبدأ تشغيل مماثل ، والتي يتم إجراء نقش عالي الدقة عليها.

تقنية الأبعاد RCD

بعد تركيب المعدات و التحضيرمن المادة المستهدفة ، يتم توفير الملاط الكاشطة إلى منطقة العملية - أي إلى المسافة بين سطح المنتج والنهاية المتذبذبة. بالمناسبة ، عادة ما تستخدم كربيد السيليكون أو البورون كمواد كاشطة بحد ذاتها. في الخطوط الآلية ، يتم استخدام الماء لتسليم المسحوق والتبريد. تتكون المعالجة بالموجات فوق الصوتية للمعادن مباشرة من عمليتين:

• اختراق تأثير الجسيمات الكاشطة في السطح المقصود لقطعة العمل ، ونتيجة لذلك يتم تكوين شبكة من الشقوق الدقيقة وثقب الجسيمات الدقيقة للمنتج.
• تداول المواد الكاشطة في منطقة المعالجة - يتم استبدال الحبوب المستخدمة بتيارات من الجسيمات الجديدة.

شرط مهم لفعالية العملية برمتها هو الحفاظ على وتيرة عالية في كلا الإجراءين حتى نهاية الدورة. خلاف ذلك ، تتغير معلمات المعالجة وتقل دقة اتجاه الكشط.

خصائص العملية

معلمات المعالجة المثلى لمهمة معينة محددة مسبقًا. يتم أخذ كل من تكوين الإجراء الميكانيكي وخصائص مادة قطعة العمل في الاعتبار. يمكن تمثيل متوسط خصائص العلاج بالموجات فوق الصوتية على النحو التالي:

• نطاق التردد للمولد الحالي من 16 إلى 30 كيلو هرتز.
• سعة تذبذب المثقاب أو أداة عملها - يتراوح الطيف السفلي في بداية العملية من 2 إلى 10 ميكرون ، ويمكن أن يصل المستوى العلوي إلى 60 ميكرون.
• تشبع الملاط الكاشطة - من 20 إلى 100 ألف.حبات لكل 1 سم مكعب
• قطر العناصر الكاشطة - من 50 إلى 200 ميكرون.

لا يسمح تنوع هذه المعلمات بالمعالجة الخطية الفردية عالية الدقة فحسب ، بل يسمح أيضًا بالتشكيل الدقيق للأخاديد والقواطع المعقدة. من نواحٍ عديدة ، أصبح العمل مع الأشكال الهندسية المعقدة ممكنًا نظرًا لاتقان خصائص الثقب ، والتي يمكن أن تؤثر على التركيب الكاشطة في نماذج مختلفة ذات بنية فوقية رفيعة.

Deburring مع RCD

تعتمد هذه العملية على زيادة نشاط التجويف والتآكل في المجال الصوتي عندما يتم إدخال جزيئات صغيرة جدًا من 1 ميكرون في التدفق الكاشطة. هذا الحجم يمكن مقارنته بنصف قطر تأثير الموجة الصوتية الصدمية ، مما يجعل من الممكن تدمير المناطق الضعيفة من نتوءات. يتم تنظيم عملية العمل في وسط سائل خاص بخليط الجلسرين. تُستخدم أيضًا معدات خاصة كحاوية - خلاط نباتي ، يوجد في كوب منه مواد كاشطة وزنها وجزء عامل. بمجرد تطبيق موجة صوتية على وسط العمل ، تبدأ الحركة العشوائية للجسيمات الكاشطة ، والتي تعمل على سطح قطعة العمل. توفر الحبيبات الدقيقة من كربيد السيليكون والكوراندوم الكهربائي في خليط من الماء والجلسرين إزالة حواف فعالة يصل حجمها إلى 0.1 مم. أي أن العلاج بالموجات فوق الصوتية يوفر إزالة دقيقة وعالية الدقة للعيوب الدقيقة التي يمكن أن تبقى حتى بعد الطحن الميكانيكي التقليدي. إذا كنا نتحدث عن نتوءات كبيرة ، فمن المنطقي زيادة كثافة العملية عن طريق إضافة عناصر كيميائية إلى الحاويةمثل الزاج الأزرق.

تنظيف أجزاء مع RCD

على أسطح الفراغات المعدنية العاملة ، قد تكون هناك أنواع مختلفة من الطلاءات والشوائب التي لا يُسمح ، لسبب أو لآخر ، بإزالتها عن طريق التنظيف الكاشطة التقليدي. في هذه الحالة ، يتم أيضًا استخدام تقنية المعالجة بالموجات فوق الصوتية بالتجويف في وسط سائل ، ولكن مع عدد من الاختلافات عن الطريقة السابقة:

• سيختلف نطاق التردد من 18 إلى 35 كيلو هرتز.
• تستخدم المذيبات العضوية مثل الفريون والكحول الإيثيلي كوسيط سائل.
• للحفاظ على عملية تجويف مستقرة وتثبيت موثوق به لقطعة الشغل ، من الضروري ضبط وضع الرنين لتشغيل الخلاط النباتي ، العمود السائل الذي يتوافق مع نصف طول الموجة فوق الصوتية.

حفر الماس بدعم من الموجات فوق الصوتية

تتضمن الطريقة استخدام أداة الماس الدوارة ، والتي تحركها الاهتزازات فوق الصوتية. تتجاوز تكاليف الطاقة لعملية المعالجة حجم الموارد المطلوبة بالطرق التقليدية للعمل الميكانيكي ، لتصل إلى 2000 J / mm3. تسمح لك هذه القوة بالحفر بقطر يصل إلى 25 مم بسرعة 0.5 مم / دقيقة. أيضًا ، تتطلب المعالجة بالموجات فوق الصوتية للمواد عن طريق الحفر استخدام المبرد بكميات كبيرة تصل إلى 5 لتر / دقيقة. تدفقات السوائل تغسل أيضًا المسحوق الناعم من أسطح الأدوات وقطعة العمل ،تشكلت أثناء تدمير المواد الكاشطة.

التحكم في أداء التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية

العملية التكنولوجية تحت سيطرة المشغل ، الذي يراقب معاملات الاهتزازات المؤثرة. على وجه الخصوص ، ينطبق هذا على سعة التذبذبات وسرعة الصوت وكذلك شدة العرض الحالي. بمساعدة هذه البيانات ، يتم ضمان التحكم في بيئة العمل وتأثير المواد الكاشطة على قطعة العمل. هذه الميزة مهمة بشكل خاص في المعالجة بالموجات فوق الصوتية للأجهزة ، عندما يمكن استخدام عدة طرق لتشغيل المعدات في عملية تكنولوجية واحدة. تتضمن أكثر طرق التحكم تقدمًا مشاركة الوسائل التلقائية لتغيير معلمات المعالجة بناءً على قراءات المستشعرات التي تسجل معلمات المنتج.

مزايا تقنية الموجات فوق الصوتية

يوفر استخدام تقنية RCD عددًا من المزايا التي تظهر بدرجات متفاوتة اعتمادًا على الطريقة المحددة لتنفيذها:

• تزداد إنتاجية عملية التصنيع عدة مرات.
• تم تقليل تآكل أداة الموجات فوق الصوتية بمقدار 8-10 مرات مقارنة بطرق المعالجة التقليدية.
• عند الحفر ، تزداد معاملات المعالجة في العمق والقطر.
• يزيد من دقة العمل الميكانيكي

عيوب التكنولوجيا

التطبيق الواسع لهذه الطريقة لا يزال يعوقه عدد من أوجه القصور. ترتبط بشكل أساسي بالتعقيد التكنولوجي للمنظمة.معالجة. بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب المعالجة بالموجات فوق الصوتية للأجزاء عمليات إضافية ، بما في ذلك توصيل المواد الكاشطة إلى منطقة العمل وتوصيل معدات تبريد المياه. يمكن أن تزيد هذه العوامل أيضًا من تكلفة العمل. عند خدمة العمليات الصناعية ، تزداد تكاليف الطاقة أيضًا. مطلوب موارد إضافية ليس فقط لضمان وظيفة الوحدات الرئيسية ، ولكن أيضًا لتشغيل أنظمة الحماية والمجمعات الحالية التي تنقل الإشارات الكهربائية.

الخلاصة

كان إدخال تقنية الكشط بالموجات فوق الصوتية في عمليات تشغيل المعادن بسبب القيود المفروضة على استخدام الأساليب التقليدية للقطع والحفر والخراطة وما إلى ذلك. على عكس المخرطة التقليدية ، فإن الأشغال المعدنية بالموجات فوق الصوتية قادرة على التعامل بشكل فعال مع المواد ذات الصلابة المتزايدة. أتاح استخدام هذه التقنية إمكانية إجراء عمليات تصنيع على الفولاذ المقوى ، وسبائك كربيد التيتانيوم ، والمنتجات المحتوية على التنجستن ، وما إلى ذلك. منطقة. ولكن ، كما هو الحال مع التقنيات المبتكرة الأخرى مثل القطع بالبلازما والليزر والمعالجة بنفث الماء ، لا تزال هناك مشاكل اقتصادية وتنظيمية عند استخدام طرق معالجة المعادن.