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

30425. Политико-территориальное устройство 15.83 KB
  Закон о местной автономии делит местные территориальные единицы на две группы: единицы органы управления которыми обладают общей компетенцией и единицы на территории которых осуществляется специальная юрисдикция. Первые в свою очередь делятся на политикоадминистративные единицы высшего уровня и низшего уровня. Единицы низшего уровня это города си поселки мати и сельские общины мура . Прочие префектуры делятся на низшие единицы: города поселки и общины.
30426. Особенности конституционного права Италии 16.2 KB
  Особенности конституционного права Италии Одна из особенностей итальянской Конституции заключается в отсутствии преамбулы. В Конституции получили отражение практически все отношения между внутренним и международным правом. 10 и 11 оказались настолько широкими что в Конституции ничего не пришлось менять и не понадобилось включать в нее новые нормы в связи с углубляющейся интеграцией стран членов Европейского союза после подписания 7 февраля 1992 г. Маастрихтских соглашений более чем половине государств членов...
30427. Форма правления и государственный режим в Италии. Формирование и взаимодействие высших государственных органов 15.72 KB
  Италия это классическая парламентарная республика. Правительство несет политическую ответственность перед обеими палатами парламента причем в условиях отсутствия в нем устойчивого партийного большинства обусловленного многопартийностью такая ответственность имеет вполне реальный действенный характер. Наглядным проявлением этого служат частые отставки правительства представляющие собой яркое доказательство существования в стране государственного режима парламентаризма. Двухпалатная структура итальянского Парламента...
30428. Политико-территориальное устройство Италии, организация региональной и местной власти 15.31 KB
  В обязательном порядке каждая область имеет областной совет джунту и ее председателя. Областной совет осуществляет законодательную и регламентарную власть принадлежащую области и другие функции; областная джунта исполнительный орган области; председатель джунты выполняет функции представительского и исполнительного характера. Провинции и коммуны в обязательном порядке должны иметь следующие органы: совет джунту как исполнительный орган власти главу исполнительной власти мэра в коммунах и председателя в провинциях. Таким образом в...
30429. Особенности конституционного законодательства и правоприменения в Китае 16.52 KB
  В Китайской Народной Республике провозглашенной 1 октября 1949 года конституции принимались 4 раза в 1954 г. Важнейшей особенностью конституции Китая является то что по форме и по содержанию это типичная социалистическая конституция. Особого внимания заслуживает Введение к конституции. Если преамбула короткая торжественная вводная часть конституции которая обосновывает ее принятие и декларирует основные принципы то введение это небольшой рассказ объемом в 12 книжные страницы об историческом пути...
30430. Организация центральной власти в Китае 16.31 KB
  Соответственно выборы в КНР многоступенчатые и непрямые : народ непосредственно избирает депутатов местных собраний народных представителей; местные собрания народных представителей избирают депутатов провинциальных собраний народных представителей собраний народных представителей автономных районов и городов центрального подчинения; провинциальные собрания народных представителей избирают депутатов Всекитайского собрания народных представителей ВСНП. Всекитайского собрания народных представителей ВСНП...
30431. Политико-территориальное устройство и организация местной власти в Китае 17.23 KB
  наименовании принимается вышестоящим собранием народных представителей совместно с соответствующими местными органами и утверждается Государственным советом КНР. Такое положение принимает собрание народных представителей соответствующего автономного образования. Но оно нуждается в утверждении постоянного комитета вышестоящего собрания народных представителей. Это собрания народных представителей их постоянные комитеты и народные правительства.
30432. Конституционное устройство острова Тайвань (Китай) 16.3 KB
  Оно не представляет собой постоянно действующий орган а избирается и собирается в каждом случае в течение шести месяцев после принятия Законодательной палатой решения о необходимости конституционной реформы или изменения территории страны либо в течение трех месяцев после решения Законодательной палаты о необходимости отрешить от должности Президента или Вицепрезидента. Досрочная вакансия должности Вицепрезидента замещается на оставшийся срок по предложению Президента решением Законодательной палаты. В случае одновременной вакантности...
30433. Форма правления и государственный режим в Польше, формирование и взаимодействие высших государственных органов 16.28 KB
  Сейм осуществляет контроль за деятельностью Совета Министров и объеме определенном предписаниями Конституции и законов. Совет Кабинета образуется Советом Министров заседающим под председательством Президента Республики. Совету Кабинета не принадлежат полномочия Совета Министров. Совет Министров проводит внутреннюю и внешнюю политику Польской Республики.