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

64835. Педагогическое проектирование и педагогические технологии 241.5 KB
  Определить современное понимание и использование технологий профессионального обучения. Категории технология педагогическая технология технология обучения Сегодня в педагогической и психологической литературе часто встречается понятие технология.
64836. ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ КОММУНИКАЦИЯ И ОСНОВЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ПЕДАГОГА 502.75 KB
  Сущность стили и генезис педагогического общения Сущность и генезис педагогического общения Педагогическое общение специфическая форма общения имеющая свои особенности и в то же время подчиняющаяся общим психологическим закономерностям присущим общению...
64837. СТРУКТУРА ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 482.42 KB
  С учетом понимания деятельности в философии и психологии структуру педагогической деятельности можно представить как единство субъекта и объекта педагогической деятельности, их потребностей, целей, мотивов, методов и средств педагогической деятельности...
64838. Характеристики физических свойств грунтов 163.5 KB
  Такие грунты воспринимают довольно большую статистическую нагрузку, но при динамических нагрузках они теряют свою структуру (в водонасыщенном состоянии) и грунт переходит в суспензию (плывунное состояние).
64839. Устойчивость откосов 130.5 KB
  Причины приводящие к нарушению устойчивости массивов грунта в откосах. Увеличение крутизны откоса подмыв берегов реки Увеличение нагрузки на откос строительство на бровке Обводнение грунтов уменьшение механических характеристик...
64840. Инженерные методы улучшения свойств грунтов (искусственные основания) 319.5 KB
  Инженерные методы улучшения свойств грунтов искусственные основания Строительство линейных инженерных сооружений неизбежно связано с освоением новых территорий расположенных в том числе и на слабых грунтах. При необходимой толщине уплотнения грунта...
64841. Конструктивные меры улучшения оснований 90.5 KB
  Наиболее распространенным следует считать способ замены слабого грунта на достаточно хорошее надежное основание или устройство песчаных подушек. Замена слабого слоя грунта основания устройство песчаных подушек...
64842. Фундаменты глубокого заложения 127.5 KB
  Устройство колодца непосредственно на поверхности грунта. Разработка грунта опускание колодца. Наращивание колодца опускание происходит под собственным весом. Погружение колодца на проектную отметку и удаление из него грунта.
64843. Устройство фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов 254 KB
  Возможно тиксотоническая трещина по которой прошла вода и оттаял слой грунта с большей теплопроводностью. Однако линзовая мерзлота может образоваться и искусственно на застраиваемых территориях при условии нарушения теплообмена между поверхностью грунта и атмосферой.