Металл обрабатывают самыми разнообразными методами (фрезерованием, точением, шлифованием и проч.). Традиционные способы металлообработки не стоят на месте, совершенствуются. Но появляется и передовые методики. К весьма высокоэффективным технологиям относится использование ультразвука для обработки металлов, которое начало распространятся в металлообрабатывающей сфере в шестидесятых годах. Ультразвуком называются звуковые колебания высокой частоты. Человеческое ухо не в состоянии воспринимать такие частоты, вот откуда приставка «ультра». Распространяется ультразвук так же, как и любой звук, благодаря сжатию и разряжению воздуха.
В чем заключается суть ультразвуковой обработки
Для обработки материалов ультразвуком применяют специализированные станки, которые представляют собой универсальные ультразвуковые агрегаты для промышленного и частного производства. Благодаря применению ультразвука выполняется долбление (сверление) в металле отверстий, имеющих различные формы и конфигурации, разрезание плоскостей и их обработка, очистка поверхности металлического элемента. Колебания ультразвука образуют нагрузку на поверхность металла, в нем образуются микротрещины, сколы, выколы, за счет чего возможно снятие с изделия поверхностных слоев. Уникальные возможности мощного ультразвука позволили специалистам также создать оборудование для сварки, резки, клепки металла.
Суть ультразвуковой обработки материала заключается в образовании между движущимся с большой частотой инструментом и деталью ультразвуковых колебаний. Данная технология обеспечивает высочайшую точность обработки.
Инструмент для ультразвуковой обработки производится из инструментальной незакаленной стали, что уменьшает его стоимость и увеличивает устойчивость к растрескиванию при вибрациях высокой частоты. Создаются ультразвуковые волны колебательными системами, которые состоят из магнитострикционного и пьезоэлектрического преобразователей, получающих сигнал от источника питания (полупроводникового высокочастотного генератора).
Для многократного усиления воздействия ультразвука на металл применяют мелкодисперсный порошок абразива, обычно карбид бора или кремния. Обязательным процессом выступает регулярная циркуляция и замена абразивного вещества в зоне работы с металлом.
Отработанная абразивная суспензия, благодаря которой снимается стружка с металлической поверхности, вымывается. Инструмент постепенно опускается, поддерживая постоянный размер рабочей зоны. В итоге получается деталь, обработанная соответственно форме инструмента на нужную глубину.
Методика по скорости сопоставима со сверлением, однако более экономична и дает гораздо лучшую чистоту металлообработки. Воздействие ультразвуковых колебаний и абразива вне зоны работы практически нулевое, поскольку происходит поглощение и амортизация колебаний ультразвука жидкой средой.
Очистка металлических поверхностей ультразвуковыми волнами
Раньше металлические поверхности очищали механически или с использованием химических веществ. Сейчас подобные способы устарели, поскольку они весьма энергоемки при использовании для элементов, отличающихся сложной формой.
Идеальным решением является очистка металлических поверхностей ультразвуковыми волнами, великолепно убирающими самые разнообразные загрязнения. На поверхностях металла могут находиться различные масляные и жировые пленки, нагар, пыль, абразивные частицы или металлические, зоны ржавчины, защитные вещества, смазочно-охлаждающие жидкости). Ультразвуковая обработка является очень важной технологической операцией в металлообрабатывающем производстве. Она позволяет зачищать поверхность, придавая ей зеркальный блеск. Современные установки управляются микропроцессорными контроллерами, которые следуют заданной программе. Частота звуковых колебаний используется разная, это зависит от уровня загрязнения и его типа. Правильно подобранная частота ультразвука гарантируют превосходное качество очистки.
В процессе очистки ультразвуком металлические детали погружают в специальные растворы, куда направляют ультразвуковые волны. В итоге абсолютно все типы загрязнений полностью и очень быстро исчезают. Ручной труд при этом не применяется. Эффективность очистки ультразвуком настолько уникальна, что используется не только для металлообработки, но в таких отраслях, как ювелирная, медицинская, в приборо- и машиностроении и в ряде других сфер.
Преимущества металлообработки колебаниями ультразвука
- Главным преимущественным качеством металлообработки с помощью волн ультразвука является то, что стало возможным обрабатывать непроводящие и непрозрачные металлы.
- Также огромным плюсом применения ультразвуковых волн является то, что после воздействия, оказываемого ими, в материале не остается напряжения, что очень важно. Именно сохранение остаточного напряжения в случаях применения иных методов металлообработки может приводить к образованию трещин на металлических поверхностях, соответственно, ухудшается качество обрабатываемой детали.
- Ультразвук дает возможность обрабатывать даже очень хрупкие элементы, а также детали любых габаритов и форм.
- Ультразвуковая технология отличается значительным уменьшением степени шума по сравнению с другими методиками металлообработки и обеспечивает долгий срок службы рабочего оборудования.
- Очень актуально использование ультразвука на стадии финишной металлообработки, позволяющее получить высочайшую точность и отменное качество деталей. Это инновационная технология 21 века, уникальность которой гарантирует высочайший уровень гладкости металлической поверхности.
Итак, ультразвук способен справиться с обработкой любых металлов, упрощая технологию производства очень точных высококачественных деталей как из твердых, так и из хрупких материалов.