Кардыбанский ОС О возможностях безабразивной ультразвуковой финишной обработки металлов на токарных станках Директор Центра Ультразвуковых Технологий профессор Ю.В. Холопов статья 2

О возможностях безабразивной ультразвуковой финишной обработки металлов на токарных станках
Директор Центра Ультразвуковых Технологий профессор Ю.В. Холопов

http://www.ua-industry.com/content/view/288/31/

    Об уникальной технологии безабразивной ультразвуковой финишной обработки металла - наш журнал уже сообщал. Здесь мы напомним, что при Безабразивной Ультразвуковой Финишной Обработке - БУФО - деформируется поверхность, сглаживаются вершины микронеровностей и упрочняется поверхностный слой. За один финишный проход излучателя ультразвука при исходной поверхности Rа=6,3 мкм вы получаете поверхность с Rа= 0,05 (10 класс).
    Отзывы многочисленных читателей - специалистов заводов - свидетельствует, что метод финишной обработки металлов имеет благоприятную перспективу, тем более, что в Центре Ультразвуковых Технологий, г. Санкт-Петербург, постоянно ведутся работы по совершенствованию оборудования и, в частности, по созданию комплектов БУФО, на которых можно производить чистовое точение и финишную обработку наружных и достаточно большого диапазона внутренних поверхностей деталей. Обрабатываются различные конструктивные формы деталей (цилиндрические, плоские, наружные и внутренние, торцевые, конические, шаровые поверхности металлов; валы со шпоночными канавками, различными выступами; пуансоны и матрицы с прямоугольными и радиусными канавками) из стали, алюминия, меди и других цветных металлов. Комплект устанавливается на любые токарные, строгальные, плоскошлифовальные и др. станки, которые фактически вместе с БУФО становятся многооперационными.
    Нужды заводов в финишной обработке металлов общеизвестны.
    Так, например, в одном из цехов ОАО "Красный пролетарий" был проведен комплекс работ по выявлению реальных возможностей технологии БУФО применительно к станкам этого предприятия. Обрабатывались различные конструкционные стали и цветные металлы. Использовался комплект БУФО -0,63/22 -модель 10.
    Обработка производилась на универсальном токарном станке класса Н деталей диаметром 60 мм. При 350 об./м и подачах 0,05 мм/ об., натяге 0,05, что соответствовало силе прижатия излучателя ультразвука к детали на уровне 75Н, и исходной шероховатости Ra ~6,3 мкм отмечено повышение класса шероховатости до Ra = 0,1 мкм (10 кл.), уменьшение диаметра после БУФО на 8, 7 мкм. И, что самое главное, некруглость детали из стали уменьшилась с 4,4 мкм до 3-х мкм.
    При обработке меди БУФО на 250 об./м и подаче 0,05 мм/об. и исходной шероховатости Ra ~ 6 -7 мкм. получен класс шероховатости Ra= 0,25 мкм; при этом произошло уменьшение диаметра на 15,3 мкм; некруглость диаметра уменьшилась с 4 до 2,5 мкм.
    Различные варианты обработки металлов показали, что выбор параметров обработки должен быть произведен с учетом мощности акустической системы и ее особенностей. Мощность в значительной степени предопределяет пластическое деформирование выступов в микротопографии поверхности металла, увеличение микротвердости и, в конечном счете, класс шероховатости.
    Установлено, что некоторые параметры режимов обработки поверхности металла некритичны. Так, например, можно получить 10 класс шероховатости при 200 и 500, 800 оборотах детали; В этом случае очевидным будет только увеличение микротвердости поверхностного слоя металла при снижении числа оборотов. Деталь можно обрабатывать при подачах 0,05 - 0,3 мм/об. Но в этом случае нельзя упускать возможность обрабатывать деталь с существенно большой производительностью. И если сталь можно обрабатывать при подачах 0,05-0,075, то медь, алюминий и другие пластичные материалы при подачах 0,1-0,3 мм/об.
    Более критичным параметром режима обработки является давление излучателя ультразвука на деталь. Избыточное давление может привести к перенаклепу поверхностного слоя. Но оптимальное давление легко определяется по формированию контрольной полосы в начале обработки металла.
    Испытания комплекта БУФО показали, что он может быть эффективно использован на универсальных токарных станках МК 6056, 16А20ФЗ, МК6801ФЗ в соответствии с их паспортными данными.
     При твердом точении производится токарная обработка закаленных деталей при помощи керамических резцов. Так на новом станке МК6801ФЗ, имеющем станину композитной бетоннометаллической конструкции с высокими демпфирующими свойствами, производилась токарная обработка закаленного подшипникового кольца из стали ШХ15СГ твердостью 61HRc и получена поверхность с шероховатостью 9 класса.
    Дальнейшее применение БУФО позволило улучшить шероховатость поверхности закаленных деталей до 12-13 класса с одновременным повышением микротвердости поверхности металла без снятия ее с токарного станка, за один "установ". Это дает возможность вообще исключить шлифовальные операции.
    Нелишне будет сказать и о том, что ультразвук, конкретно БУФО, не оказывает вредного влияния на организм человека, что подтверждено заключением, выданным Государственной санитарно-эпидемиологической службой РФ.
    К сведению всех инженеров-машиностроителей РФ нужно сказать, что акустические системы БУФО практически "развязаны" со всеми элементами станка. Мощность, которая передается на деталь, концентрируется на площади детали примерно на одной четверти квадратного миллиметра. Практика заводов страны показывает, что станки в режиме технологии БУФО уже работают по 10 и более лет без каких либо замечаний.
    Технология и оборудование БУФО не имеют аналогов в мировом машиностроении, защищены Патентами РФ, имеют сертификаты и используются на десятках заводов страны.
    Технология БУФО получила положительную оценку Международного Корпуса Экспертов США (МКЭ)-1997г. Журнал "Промышленное Оборудование" №5 2004 г.

http://www.ua-industry.com/content/view/288/31/

Автобиография Автореферат Ссылки по теме
Отчёт о поиске Индивидуальное задание