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

28819. Объясните название и сущность политики военного коммунизма 14.24 KB
  Решение о прекращении военного коммунизма было принято 21 марта 1921 года на X съезде РКПб и введен НЭП. Политика военного коммунизма включала комплекс мероприятий затронувших экономическую и социальнополитическую сферу. Основой военного коммунизма были чрезвычайные меры в снабжении городов и армии продовольствием свертывание товарноденежных отношений национализации всей промышленности включая мелкую продразверстка снабжение населения продовольственными и промышленными товарами по карточкам всеобщая трудовая повинность и...
28820. Каковы причины, особенности и последствия гражданской войны в России 15.36 KB
  В ходе Гражданской войны от голода болезней террора и в боях погибло по различным данным от 8 до 13 млн человек в том числе около 1 млн бойцов Красной Армии. Эмигрировало из страны до 2 млн человек. По одним данным в 1921 году в России насчитывалось 45 млн беспризорников по другим в 1922 году было 7 млн беспризорников.
28821. На каких принципах был построен СССР в 1922г? Какие альтернативные варианты объединения обсуждались 14.64 KB
  I съезд Советов СССР утвердил Декларацию и Договор об образовании Союза Советских Социалистических республик. II съезд Советов СССР принял первую Конституцию СССР она состояла из Декларации и Договора об образовании СССР. Конституция признавала республики суверенными государствами с правом свободного выхода из Союза внесения в свои конституции изменений в соответствии с Конституцией СССР.
28822. Какое значение имел НЭП для социалистического строительства? Почему он был свернут 20.45 KB
  Достижения нэпа значительны: к 1925 г. Вместе с тем успехи нэпа не следует преувеличивать. Противоречия нэпа проявлялись в: экономике техническая отсталость промышленности высокие темпы ее восстановления острая потребность в обновлении производственных мощностей нехватка капиталов внутри страны. невозможность широкого привлечения иностранных капиталовложений абсолютное преобладание мелких полунатуральных крестьянских хозяйств на селе; социальной сфере усиление неравенства неприятие нэпа значительной частью рабочего класса и...
28823. Планы осуществления индустриализации в СССР: проекты, цели, пути осуществления, итоги 16.39 KB
  Задачу осуществления индустриализации т. Где взять капиталы для финансирования промышленности Какие темпы индустриализации дадут стабильный устойчивый рост Какую пену готово заплатить за неизбежные лишения общество К 1927 г. первый подход обоснованный видными ученымиэкономистами: капиталы для финансирования индустриализации дадут развитие частного предпринимательства привлечение иностранных займов расширение торгового оборота; темпы индустриализации должны быть высокими но при этом ориентироваться на реальные возможности а не на...
28824. «Великий перелом» в сельском хозяйстве и его цена 19.12 KB
  когда крестьяне продавали зерно по выгодным для себя рыночным ценам а государство сделало успешные закупки. Деревня была обеспокоена внешними проблемами и крестьяне не желали продавать зерно. Серьезные ошибки были допущены в политике цен которая стимулировала развиьтие технических культур и животноводства за счет посевов зерновых. Страх перед войной побуждал крестьянина насколько это было возможно придерживать зерно.
28825. Почему «культурная революция» является составной частью «Большого скачка»? Каковы ее задачи 16.46 KB
  Иными словами сущность культурной революции это в первую очередь коренное качественное изменение субъекта культурноисторического процесса выражающееся в приобщении масс и каждого отдельного человека к сознательному историческому творчеству. Сущность культурной революции можно сформулировать и как социалистическое обновление условий и характера творческой деятельности в области культуры и системы распределения и потребления духовных ценностей и связанный с этим резкий культурный подъем общества. Основу ленинской концепции культурной...
28826. Эволюция советской политической системы в 20-30гг. Было ли неизбежно становление тоталитарного режима в СССР 15.43 KB
  Она поддерживалась всей мощью государства на всех уровнях.Тоталитаризм Одна из форм устройства авторитарного государства характеризующаяся его полным господством над всеми сторонами жизни; тоталитарный режим. Так происходит провоцирование ГОСУДАРСТВА на расширение его контрольных функций то есть подталкивание к ТОТАЛИТАРИЗМУ. В итоге общество получает полное огорчение по поводу деятельности ГОСУДАРСТВА и начинает ратовать за освобождение от тоталитаризма.
28827. Становление детской психологии в конце 19 н 20 в. 48.5 KB
  Предпосылками возникновения возрастной психологии явились запросы педагогической практики разработка идей развития в психологии появление экспериментальной психологии и разработка объективных методов исследования детей. Бюлера биогенетический закон периодизации психического развития. Эволюция как основа психологического развития. В основе развития психики лежит биогенетический закон.