50212

Вивчення особливостей коливальної системи ультразвукових верстатів і визначення змін швидкості робочої подачі інструмента при прошиванні отвору

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Перетворювача електричних коливань у механічні; Концентратора трансформатора пружних коливань який збільшує амплітуду коливань перетворювача та погоджує параметри перетворювача та навантаження; Виконують роль ланок резонансної довжини при пере дачі коливань від перетворювача інструмента та в робочу зону. Амплітуда коливань торця перетворювача звичайно не більше за 5.

Украинкский

2014-01-18

139.5 KB

1 чел.

Лабораторна робота № 76

Вивчення особливостей  коливальної системи ультразвукових верстатів і визначення змін швидкості робочої подачі інструмента при прошиванні отвору.

Мета роботи: вивчити сучасні конструкції та принципи робот електроакустичних перетворювачів; ознайомитися з особливостями технології прошивання отворів на ультразвуковому обладнанні.

Обладнання,  інструменти та матеріали

  1.  Ультразвуковий верстат 4Д77К.00.000РЭ.
  2.  Магнітострикційний перетворювач.

Концентратори різної геометричної форми (циліндричні ступеневі, конічні,

               експонційні, комбіновані).

  1.  Набір інструментів.
  2.  Заготовки із скла (кераміки).       

6.    Схеми ультразвукового верстата (принципова та кінематична).

Короткі теоретичні відомості

Ультразвукова коливальна система складається із:

1. Джерела живлення - генератора, який перетворює напругу промислової частоти

  (50 Гц) у напругу ультразвукової частоти (16...25кГц).

2. Перетворювача електричних коливань у механічні;

З. Концентратора (трансформатора пружних коливань), який збільшує амплітуду коливань перетворювача та погоджує параметри перетворювача та навантаження;

4. Інструмента, що закріплений на концентраторі і передає рух ріжучим абразивним зернам.

Магнітострикційні перетворювачі. Магнітострикційний перетворювач являв собою осердя із магнітострикційного матеріалу з обмоткою. Магнітострикційні матеріали в магнітному полі змінюють свої розміри (збільшуються  або зменшуються). Значним магнітострикційним ефектом володіє сплав платини з залізом, залізокобальтовий сплав (пермендюр) залізоалюмінієвий (альфер). У більшості випускаючих в нашій країні магнітострикційних перетворювачів як активний матеріал використовують пермендюр. Перетворювач стержневого типу, як правило, складається із двох стержнів 1 і 2 (рис. 76.1), сполучених між собою

поперечними накладками 3 і 4. Для зменшення втрат від вихрових струмів осердя /стержні з накладками/ набирають 5 штампованих пластин     товщиною 0.І...0.2 мм електрично ізольованих одна від одної електроізоляційним лаком. На стержнях осердя розміщують обмотки.

Всі розміри осердя обчислюються. Так. ширина пластин b приймається менша за половину довжини хвилі, оскільки будуть виникати значні поперечні коливання в перетворювачі. Довжина осереддя  l  повинна відповідати довжині непарного числа пів хвилі - тоді амплітуда коливань буде  максимальною за рахунок резонансу.

Для ультразвукових верстатів використовують односторонні випромінювачі, тобто ультразвукові

коливання надходять у робочу зону з одного торця осердя через концентратор 5 і інструмент 6. На непрацюючому торці створюють екран, наприклад накладають пористу гуму 7. Ультразвукова хвиля відбивається від такої подушки і в необхідній фазі досягає випромінюючого торця осердя, В процесі роботи перетворювач нагрівається із-за втрат на вихрові /струми Фуко/ і магнітний гистерезис. Тому перетворювачі більше як 500 Вт виготовляють з водяним охолодженням.

Стержні магнітострикційних перетворювачів виготовляють також із феритів /феритонікелю, феритоміді та ін/. Вони недорогі, але дають малу амплітуду коливань.

П'єзоелектричні перетворювачі. Принцип їх роботи заснований на п'єзоелектричному ефекті, коли матеріал деформується під дією електричного поля. Найбільше використання для ультразвукових випромінювачів отримала п'єзокераміка на основі твердих розчинів титанату цирконіту свинцю.

П'єзокераміка виготовляється у вигляді стержнів або пластин На рис. 76.2 зображено пакетний п'єзоелектричний перетворювач.

П'єзокерамічні пластини 1 і 2 та струмопідвідні

пластини 5 і 6 закріплені шпилькою 4 між

відбиваючою З і робочою 7 накладками.

До робочої накладки прикріплені концентратор 8 з інструментом.

В разі збудження п'єзоелектричні пластини змінюють свою товщину. Потужність п'єзоелектричних перетворювачів обмежується в основному механічною міцністю пластин. П'єзоелектричні перетворювачі широко використовуються на обладнанні Японії, США й Англії.

Концентратори. Виконують роль ланок резонансної довжини при пере дачі коливань від перетворювача інструмента та в робочу зону. Амплітуда коливань торця перетворювача звичайно не більше за 5...І0 мкм..

Для збільшення амплітуди коливань до робочої величини /більше як 20...З0 мкм/, концентраторам надається визначена форма, що забезпечує на торці інструмента максимально можливу амплітуду. Параметри концентраторів обчислюють як параметри акустичних хвилеводів. В  про цесі обчислення використовується явище збільшення амплітуди вміщення часток стержня концентратора при зменшенні його поперечного перерізу Частіше всього концентратори виготовляються трьох форм: ступеневі циліндричні, конічні та екопоненційні.

Матеріал, із якого виготовлено концентратор, повинен мати високу межу витривалості та мінімальні втрати /затухання ультразвуку/. Концентратори виготовляють  із сталі 45 і титанових сплавів. Закріпляють концентратори до перетворювачів високотемпературними припоями  та зварюванням. До  феритних та п’єзоелектричних   перетворювачів концентратори приклеюють. Робочий інструмент закріплюється до концентратора за допомогою різьбового з’єднання. Для попередження самозгвинчування при коливаннях використовують дрібні різьби.

Обробка отворів. Це найрозповсюдженіша операція, яка виконується на серійних ультразвукових верстатах. Отвори виготовляються різної форми та розмірів (0,2 …60мм). Отримання отворів глибиною більш як 15 …20мм  ускладнене, оскільки ослаблюється приплив свіжої абразивної суспензії в робочу зону. Для отримання глибоких отворів необхідні активні способи підведення суспензії – прокачування її крізь інструментом під тиском або вакуумний відсмоктувач.

Порядок виконання роботи

  1.  Визначити конструкцію магнітострикційного перетворювача.
  2.  Визначити різні конструкції концентраторів.
  3.  Під керівництвом викладача і навчального майстра студенти повинні в заготовці із скла (товщина >12мм) інструментом Ø 3, 5, 10 прошити наскрізні отвори          ( досліди №1, 2, 3).

Визначити зміни швидкості подачі інструментів, для чого в процесі обробки через рівні проміжки часу (20с)фіксувати індикатором шлях, який пройдено інструментом.

Потім визначити абсолютну швидкість прошивання для кожної ділянки по глибині отвору шляхом відрахування зафіксованих значень індикатора (виходячи із попереднього).

Дані занести в таблицю 76.1

4. За результатами експериментів зробити висновки.

                                                                                                                    Таблиця 76.1

Фіксований час, с

Експеримент № 1

Експеримент № 2

Експеримент № 3

Покази індикатора

Абсолютна швидкість прошивання

Покази індикатора

Абсолютна швидкість прошивання

Покази індикатора

Абсолютна швидкість прошивання

Зміст звіту

1. Описати призначення та конструкцію елементів коливальних
систем ультразвукових верстатів.

2.     Зобразити схеми перетворювачів ( рис. 76.1, 76.2).

  1.  Заповнити табл. 76.1
  2.  Зробити висновки за результатами проведених експериментів.

Контрольні запитання

1.     3 яких частин складається ультразвукова коливальна система?

  1.  Який принцип роботи магнітострикційного перетворювача?

З яких матеріалів виготовляють осердя магнітострикційного перетворювача?

  1.  Який принцип роботи п'єзоелектричного перетворювача?

З яких матеріалів виготовляють п'єзоелектричний перетворювач?

6.     Призначення концентратора.

  1.  Які вимоги ставлять до матеріалу концентратора?
  2.  Як прикріплять концентратор до перетворювача та інструмент на концентраторі?

Аркушів

Літ.

Затвердив

 Н. контр.

 Рецензент

  

 Перевір

 Розробив

    

Аркуш

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Зм.

.

 

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Зм.

 

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Зм.

 

Арк.

Дата

Підпис

№ докум.

Арк.

Зм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76946. Особенности административно-правового статуса иностранных граждан и лиц без гражданства 28.5 KB
  Правовое положение иностранных граждан на территории РФ регулируется российским законодательством а также международными договорами. Законы РФ распространяются на всех лиц находящихся на ее территории. Правовое положение иностранных граждан регламентируется Конституцией законами России международными договорами правилами пребывания иностранных граждан на территории РФ и транзитного проезда иностранных граждан через территорию РФ. Законодательство различает иностранных граждан постоянно проживающих и временно пребывающих на территории...
76947. Понятие и признаки органов исполнительной власти РФ, система органов исполнительной власти, их классификация 29.22 KB
  Понятие и признаки органов исполнительной власти РФ система органов исполнительной власти их классификация. Орган исполнительной власти государственное учреждение обладающее относительной самостоятельностью структурной организацией наделенное государственно-властными полномочиями исполнительно-распорядительного характера и действующее в пределах определенной территории. Признаки органа исполнительной власти: является государственным учреждением; вместе с органами законодательной и судебной власти входит в систему органов...
76948. Президент Российской Федерации и исполнительная власть 27.36 KB
  Назначает и отзывает после консультаций с соответствующими комитетами или комиссиями палат Федерального Собрания дипломатических представителей РФ в иностранных государствах и международных организациях; Федеральные министерства федеральные службы и федеральные агентства руководство деятельностью которых осуществляет Президент РФ: Министерство внутренних дел РФ подведомственная ему Федеральная миграционная служба Министерство РФ по делам гражданской обороны чрезвычайных ситуаций и ликвидации последствий стихийных бедствий Министерство...
76949. Правительство Российской Федерации: порядок формирования, состав, основные полномочия 25.06 KB
  Правительство РФ – это коллегиальный орган состоящий из Председателя Правительства РФ заместителей Председателя Правительства РФ и федеральных министров. ФКЗ О Правительстве РФ по сути является документом составляющим вместе с Конституцией РФ правовую базу деятельности Правительства РФ. Председатель Правительства РФ назначается Президентом РФ с согласия Государственной Думы и освобождается от неё на основаниях предусмотренных законом. Заместители Председателя Правительства РФ и федеральные министры назначаются на должность и...
76950. Федеральные органы исполнительной власти России: понятие, система, структура, правовое положение, функции 26.71 KB
  Федеральные органы исполнительной власти России: понятие система структура правовое положение функции. В систему федеральных органов исполнительной власти входят федеральные министерства федеральные службы и федеральные агентства. Правовое положение или правовой статус органов исполнительной власти подразумевает что все они действуют на основе законов и других нормативных актов осуществляют нормотворческую деятельность совершают действия возложенные на них нормативными актами имеют полномочия компетенцию а также обладают...
76951. Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации 27.14 KB
  Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации.государственная и территориальная целостность Российской Федерации. распространение суверенитета Российской Федерации на всю ее территорию; верховенство Конституции и федеральных законов на всей территории Российской Федерации...
76953. Общественные объединения как субъекты административного права: понятие, порядок и цели создания, правовой статус, прекращение деятельности 26.21 KB
  Виды общественных объединений: 1 в зависимости от организационноправовой формы: – общественная организация – основанное на членстве общественное объединение созданное на основе совместной деятельности для защиты общих интересов и достижения уставных целей объединившихся граждан; – общественное движение – состоящее из участников и не имеющее членства массовое общественное объединение преследующее социальные политические и иные общественно полезные цели поддерживаемые участниками общественного движения; – общественный фонд является одним...
76954. Государственная служба в России как правовой институт административного права: понятие, принципы, система и правовые основы 25.29 KB
  Государственная служба Российской Федерации – профессиональная служебная деятельность граждан Российской Федерации по обеспечению исполнения полномочий: – Российской Федерации; – федеральных органов государственной власти иных федеральных государственных органов; – субъектов Российской Федерации; – органов государственной власти субъектов Российской Федерации иных государственных органов субъектов Российской Федерации; – лиц замещающих должности устанавливаемые Конституцией Российской Федерации федеральными законами для непосредственного...