Ультразвуковая размерная обработка материалов (стр. 19 из 20)
7.2 Ультразвуковой станок для малых предприятий с разовым выполнением отверстий
Для мелкосерийных производств и малых предприятий, деятельность которых связана с изготовлением и использованием изделий из стекла, зеркал, обработкой стеклянных листов, а также при выполнении отверстий малого диаметра в стекле, мраморе, отделочных плитках, стеклах автомобилей, при решении задач выполнения сквозных и глухих отверстий (по месту) диаметром от 1 до 15 мм разработан малогабаритный переносной ультразвуковой станок с ручным механическим узлом и комплектом сменных рабочих инструментов, показанный на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 - Внешний вид ультразвукового станка для малых предприятий
Функционально станок состоит также из двух блоков – электронного генератора и колебательной системы. Электронный блок ультразвукового станка содержит генератор электрических колебаний, выполненный по схеме с независимым возбуждением и автоматической подстройкой частоты (показанный на рисунке 4.3). Корпус электронного блока имеет форму параллелепипеда со скругленными углами и выполнен из алюминиевого сплава. Панель управления электронного блока имеет скругленные края и на ней размещены: клавиша «СЕТЬ» включения сетевого питания, индикатор включения сетевого питания, клавиша «РАБОТА» включения генератора, ручка регулятора «НАСТРОЙКА», светодиодный индикатор настройки. На задней панели электронного блока размещён выходной электрический разъем для подключения колебательной системы.
Колебательная система малогабаритного ультразвукового станка выполнена по полуволновой схеме, размещена в металлическом корпусе. При выполнении отверстий в штучных изделиях колебательная система крепится на специальном штативе. При необходимости выполнения отверстий в крупногабаритных изделиях, листах, по месту их расположения колебательная система снимается со штатива и переносится в место выполнения отверстий. Разработанный и изготовленный ультразвуковой станок имеет следующие технические характеристики.
Технические характеристики
| Мощность, потребляемая от сети, Вт | 100±5 |
| Напряжение питания, В | 220±22 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 |
| Рабочая частота аппарата, кГц | 22±1,65 |
| Амплитуда колебаний рабочего инструмента, мкм, не менее | 50 |
| Диаметр выполняемых отверстий, мм | 1...15 |
| Толщина обрабатываемых изделий, мм, не более | 20 |
| Производительность сверления (по стеклу), мм/мин, неменее | 3...5 |
| Время непрерывной работы, мин, не более | 60 |
| Габаритные размеры: | |
| генератора, мм, не более | 260х200х95 |
| колебательной системы, мм, не более | 150х50 |
| Масса аппарата, кг, не более | 7 |
Рассматриваемый станок предназначен для эксплуатации в следующем временном режиме: 1 час работы, 15 минут охлаждение с последующим повторением цикла в течение 8 часов.
Разработанный станок при перечисленных технических параметрах и выполнении отверстий в стеклянных листах толщиной 3…10 мм характеризуется энергоемкостью процесса, не превышающей 1…10 Дж/мм3, что приблизительно соответствует энергоемкости традиционного сверления металлов на стандартных металлообрабатывающих станках. Станки, обеспечивающие выполнение отверстий диаметром до 15 мм успешно эксплуатируются на Бийском машиностроительном заводе при производстве и ремонте стекол автомобилей, на предприятии «Жизель» (г. Бийск) при производстве торгового оборудования из стекла, на предприятии «Вакрус» (г. Новосибирск) при производстве мебели, зеркал, производстве отделочных зеркальных панелей.
7.3 Ультразвуковой специализированный станок для малых предприятий с мелкосерийным производством
Для малых предприятий с мелкосерийным производством, связанных с производством мебели, обработкой стекла, разрезкой деталей из керамических материалов, выполнением рисунков не профилированным и профилированным инструментом, вырезкой заготовок для полупроводниковых приборов, кварцевых резонаторов, фильтров, обработкой ферритов под крепежные болты и электрические обмотки, изготовлением памятных значков и сувениров, выполнением подложек интегральных гибридных микросхем, изготовлением волок, обработкой технических камней (опоры, подпятники) из рубина, лейкосапфира и агата предложен и разработан высокоэффективный малоэнергоемкий станок для ручного использования и применения в составе стандартных стационарных сверлильных и фрезерных станков.
Созданный станок обеспечивает выполнение сквозных и глухих отверстий диаметром до 25 мм и пазов длиной до 20...25 мм с производительностью не менее 2...3 мм/мин, на глубину не менее 10 мм. Номинальная электрическая мощность генератора, потребляемая от сети, не должна превышать 150 Вт.
Станок предназначен для надежной работы в течение рабочей смены (8 часов) без перерывов и имеет надежные системы защиты электронных схем и человека при возникновении не регламентных режимов работы. Для комплектации станка используется большое количество различных рабочих инструментов. Внешний вид электронного блока станка показан на рисунке 7.3. Внешний вид ультразвуковой колебательной системы с комплектом рабочих инструментов для выполнения круглых отверстий показан на рисунке 7.4.
Функционально ультразвуковой станок также состоит из двух блоков – электронного (генератора электрических колебаний) и колебательной системы. Электронный блок ультразвукового станка содержит генератор электрических колебаний, выполненный по схеме с независимым возбуждением и автоматической подстройкой частоты, показанной на рисунках 4.2 и 4.3. Корпус электронного блока выполнен из стали. Панель управления электронного блока имеет скругленные края и на ней размещены: клавиша «СЕТЬ» включения сетевого питания, индикатор включения сетевого питания, клавиша «РАБОТА» включения генератора, ручка регулятора «НАСТРОЙКА», светодиодный индикатор настройки.
Рисунок 7.3 - Ультразвуковой специализированный станок для малых предприятий с мелкосерийным производством
На задней панели электронного блока расположен выходной электрический разъем для подключения колебательной системы. Колебательная система малогабаритного ультразвукового станка выполнена по полуволновой схеме, размещена в пластмассовом корпусе.
Разработанный и изготовленный ультразвуковой станок имеет следующие технические характеристики.
Рисунок 7.4 - Внешний вид ультразвуковой колебательной системы с комплектом рабочих инструментов для выполнения круглых отверстий
Технические характеристики
| Мощность, потребляемая от сети, Вт | 150±5 |
| Напряжение питания, В | 220±22 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 |
| Рабочая частота аппарата, кГц | 22±1,65 |
| Амплитуда колебаний рабочего инструмента, мкм, не менее | 50 |
| Диаметр выполняемых отверстий, мм | 1...25 |
| Толщина обрабатываемых изделий, мм, не более | 20 |
| Производительность сверления (по стеклу), мм/мин, неменее | 3...5 |
| Время непрерывной работы, мин, не менее | 480 |
| Габаритные размеры: | |
| генератора, мм, не более | 300х180х140 |
| колебательной системы, мм, не более | 150х70 |
| Масса аппарата, кг, не более | 10 |
Созданный станок предназначен для непрерывной эксплуатации в течение не менее 8 часов. Разработанный станок при перечисленных технических параметрах и выполнении отверстий в стеклянных листах толщиной 3…10 мм характеризуется энергоемкостью процесса, не превышающей 1…10 Дж/мм3, что также удовлетворяет сформулированным ранее требованиям по энергоемкости процесса. Станки, обеспечивающие выполнение отверстий диаметром до 25 мм успешно эксплуатируются на предприятии «Отражение» (г. Новосибирск) при производстве торгового оборудования из стекла, на предприятии «Тюменьмебель» (г. Тюмень) при производстве мебели, зеркал, производстве отделочных зеркальных панелей.
7.4 Ультразвуковой специализированный станок для серийного производства
Для серийного производства изделий из стекла, керамических отделочных плит, гравирования объемных рисунков на твердых хрупких материалах, вырезания дисков среднего диаметра из кремния и германия, вырезания заготовок для производства линз, изготовления матриц небольших размеров, пресс-форм для производства мелких деталей из пластмасс, разрезки деталей групповым инструментом разработан стационарный ультразвуковой станок, обеспечивающий выполнение отверстий диаметром до 40...60 мм на глубину до 15....20 мм и производительностью не менее 1...2 мм/мин.
Внешний вид такого станка представлен на рисунке 7.5. Станок предназначен для надежной работы в течение рабочей смены (8 часов) без перерывов и имеет надежные системы защиты электронных схем и человека при возникновении нерегламентных режимов работы.