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

64271. Научение и общение. Подражание 32.5 KB
  Имитационное научение как и всякое научение вообще делится на облигатное и факультативное. Фабри Облигатное имитационное научение наиболее типично для молодых животных когда они осваивают путём подражания характерные для своего вида поведенческие реакции...
64272. Интеллект животных 27 KB
  В настоящее время под интеллектом животных понимается высшая форма психической деятельности животных которая заключается в отражении не только предметных компонентов среды но и их отношений и связей.
64273. ЕФЕКТИВНІСТЬ ПОРОДНО-ЛІНІЙНОЇ ГІБРИДИЗАЦІЇ З ВИКОРИСТАННЯМ ЗАВОДСЬКИХ ЛІНІЙ СВИНЕЙ ХАРКІВСЬКОГО ТИПУ УКРАЇНСЬКОЇ М’ЯСНОЇ ПОРОДИ 329 KB
  Метою досліджень є визначення ефективності застосування породнолінійної гібридизації кнурів провідних ліній харківського типу української м'ясної породи свиней в умовах промислового комплексу з виробництва свинини.
64274. ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ РУХУ КРИСТАЛІЗАТОРА МАШИНИ БЕЗПЕРЕРВНОГО ЛИТТЯ ЗАГОТІВОК І ВДОСКОНАЛЕННЯ ЙОГО 1.21 MB
  Найважливішими завданнями розвитку процесу виробництва безперервнолитої заготівки й обладнання для його реалізації в сучасних умовах є підвищення якості, збільшення продуктивності, зниження енергоємності й собівартості одержання готової продукції.
64275. ПІДВИЩЕННЯ НАДІЙНОСТІ ЗБІРНИХ ТВЕРДОСПЛАВНИХ РІЗЦІВ ВАЖКИХ ТОКАРНИХ ВЕРСТАТІВ 241 KB
  Тому наукове обґрунтування технології та режимів МІО вибір раціональних конструктивних параметрів інструменту підвищення його надійності є актуальною задачею. Від цього залежать характер протікання процесу різання забезпечення надійності роботи як різального інструменту...
64276. КЛІНІКО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ПРОФІЛАКТИЧНИХ ЗАХОДІВ ПРИ ЛЕПТОСПІРОЗІ СВИНЕЙ 467.5 KB
  Лептоспіроз – одна з найбільш поширених антропозоонозних інфекцій, тому, зважаючи на природну вогнищевість та прихований перебіг серед свинопоголів’я, дослідження цього захворювання особливо важливе.
64277. ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ДІЯЛЬНОСТІ ПІДПРИЄМСТВА: ВАРТІСНО-ОРІЄНТОВАНИЙ ПІДХІД 323 KB
  Важливого значення набувають також проблемні питання вибору інтегрального критерію ефективності діяльності підприємства на який необхідно орієнтуватися менеджменту для оперативного прийняття господарських рішень...
64278. Влияние добавок водорода на технико-экономические и экологические показатели газовых и дизельных двигателей 763.5 KB
  Одним из направлений уменьшения токсичности ОГ и повышения топливной экономичности ДВС является применение водорода как в чистом виде так и совместно с углеводородным топливом.
64279. Антенные решетки, синтезированные по широкополосному сигналу, для средств связи беспилотных авиационных комплексов 241.5 KB
  Объект исследования антенные устройства наземной и бортовой составляющих в составе указанных комплексов. Задача решаемая в диссертации состоит в разработке методов повышения энергетического потенциала и помехозащищенности линии связи с беспилотным летательным аппаратом...