Ультразвуковая размерная обработка материалов (стр. 20 из 20)
Станок укомплектован тремя различными колебательными системами: двумя колебательными системами, выполненными по двух полуволновым схемам и предназначенными для выполнения отверстий диаметром 25….60 мм (одна для стационарного крепления в патроне обрабатывающего станка, вторая для ручного выполнения отверстий), и одной колебательной системой для выполнения отверстий диаметром до 25 мм. Колебательная система для выполнения отверстий диаметром до 25 мм выполнена по полуволновой схеме, размещена в металлическом корпусе и имеет стандартный хвостовик для крепления в патронах стандартных обрабатывающих станков.
При необходимости выполнения отверстий в изделиях без их перемещения на рабочий стол стандартного сверлильного или фрезерного станка малая колебательная система может использоваться в качестве ручной. При большом объёме таких работ станок дополнительно комплектуется (по отдельному заказу) малогабаритной колебательной системой в пластмассовом корпусе, показанной на рисунке 5.8.
Рисунок 7.5 - Внешний вид ультразвукового специализированного станка для серийного производства
Разработанный и изготовленный ультразвуковой станок характеризуется следующими техническими характеристиками.
Технические характеристики
| Мощность, потребляемая от сети, Вт | 250±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...60 |
| Толщина обрабатываемых изделий, мм, не более | 20 |
| Производительность сверления (по стеклу), мм/мин, неменее | 2...3 |
| Время непрерывной работы, мин, не менее | 480 |
| Габаритные размеры: | |
| генератора, мм, не более | 300х180х140 |
| колебательной системы для выполнения | |
| отверстий диаметром более 25 мм, мм, не более | 250х90 |
| колебательной системы для выполнения | |
| отверстий диаметром до 25 мм, мм, не более | 160x70 |
| Масса аппарата, кг, не более | 20 |
Созданный станок предназначен для непрерывной эксплуатации в течение не менее 8 часов. Станок, при перечисленных технических параметрах и выполнении отверстий в стеклянных листах толщиной 3…10 мм характеризуется очень малой энергоемкостью процесса, не превышающей 2…10 Дж/мм3, что значительно меньше энергоемкости сверлильных станков при выполнении аналогичных по диаметру отверстий в металлах.
Такой ультразвуковой станок в течение нескольких лет успешно эксплуатируется на ряде предприятий страны (предприятие «Бартко» г. Новосибирска, предприятие «Отражение» г. Новосибирска, предприятии «Ультразвук» г. Бийска) в производстве мебели при изготовлении стеклянных и зеркальных створок мебельных гарнитуров. Крепление створок в таких гарнитурах осуществляется с помощью специальных шарниров. Для крепления таких шарниров в листах стекла выполняются отверстия диаметром 26, 32 или 36 мм, в зависимости от типоразмера используемого шарнира. Для избежания сколов при выходе рабочего инструмента из отверстия диаметром более 25 мм выполняются прошивкой с двух сторон.
7.5 Ультразвуковой станок для специализированного производства
Для серийного специализированного производства изделий из стекла, зеркал, мраморных и керамических плит и т.п., где необходимо выполнять в твердых хрупких материалах сквозные отверстия диаметром до 120 мм на глубину до 10...15 мм с производительностью не менее 1 мм/мин. Разработан специализированный ультразвуковой станок, внешний вид электронного блока которого показан на рисунке 7.6.
Станок предназначен для надежной работы в течение рабочей смены (8 часов) без перерывов и имеет надежные системы защиты электронных схем и человека.
Станок укомплектован следующими колебательными системами:
- колебательной системой для выполнения отверстий диаметром 25….60 мм;
Рисунок 7.6 - Внешний вид электронного блока ультразвукового станка для специализированного производства
- колебательной системой для выполнения отверстий диаметром до 25 мм. Колебательная система для выполнения отверстий диаметром до 25 мм выполнена по полуволновой схеме, размещена в металлическом корпусе и имеет стандартный хвостовик для крепления в патронах обрабатывающих станков;
- набором сменных концентраторов необходимого диаметра (показаны на рисунке 5.18.) для выполнения отверстий диаметром более 60 мм до 120 мм.
Разработанный и изготовленный ультразвуковой станок обладает следующими техническими характеристиками.
Технические характеристики
| Мощность, потребляемая от сети, Вт | 400±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 | 20 |
| Диаметр выполняемых отверстий, мм | 1...120 |
| Толщина обрабатываемых изделий, мм, не более | 10...20 |
| Производительность сверления (по стеклу), мм/мин, неменее | 1...5 |
| Время непрерывной работы, мин, не менее | 480 |
| Габаритные размеры: | |
| генератора, мм, не более | 400х250х160 |
| колебательной системы для выполнения | |
| отверстий диаметром 60...120 мм, мм, не более | 250х120 |
| колебательной системы для выполнения | |
| отверстий диаметром более 25 мм, мм, не более | 250x90 |
| колебательной системы для выполнения | |
| отверстий диаметром до 25 мм, мм, не более | 160x70 |
| Масса аппарата, кг, не более | 20 |
Разработанный станок при перечисленных технических параметрах и выполнении отверстий в стеклянных листах толщиной 3…10 мм характеризуется очень малой энергоемкостью процесса, не превышающей 3…10 Дж/мм3. Это значительно меньше энергоемкости фрезерных станков при выполнении аналогичных по диаметру отверстий в металлах.
Ультразвуковой станок для выполнения отверстий диаметром до 120 мм эксплуатируется в серийном производстве на предприятии «Отражение» г. Новосибирска для выполнения отверстий в зеркальных плитах для крепления светильников и потолочных зеркалах для крепления люстр. В мелкосерийном производстве подобные станки используются для разового выполнения отверстий в стекле, например, для крепления оконных вентиляторов.
7.6 Ультразвуковой станок для крупносерийного производства
Для серийного производства с большим объемом обрабатываемых изделий из твердых хрупких материалов и особо твердых сталей и сплавов возникает необходимость в выполнении сквозных и глухих отверстий диаметром до 5...25 мм и глубиной 40...100 мм с повышенной производительностью - не менее 5 мм/мин, или же для производств, где необходимо выполнять отверстия в слоистых конструкциях из чередующихся слоев хрупких и пластичных материалов (бронестекло, многослойный стеклотекстолит, многослойный фольгированный фторопласт и аналогичные конструкции), разработаны и применены ультразвуковые станки с вращающимся инструментом для абразивной обработки и алмазосодержащие инструменты для безабразивной обработки.
Внешний вид разработанного станка в комплекте с узлом вращения ультразвуковой колебательной системы показан на рисунке 7.7.Функционально ультразвуковой станок, как и все предыдущие, также состоит из двух блоков – электронного генератора и колебательной системы.
Электронный блок ультразвукового станка содержит генератор электрических колебаний, выполненный по принципиальной электрической схеме с независимым возбуждением и автоматической подстройкой частоты, показанной на рисунках 4.2 и 4.3. Корпус электронного блока выполнен стальным. Панель управления электронного блока имеет скругленные края и на ней размещены: клавиша включения сетевого питания «СЕТЬ», индикатор включения сетевого питания, клавиша включения генератора «РАБОТА», ручка регулятора «НАСТРОЙКА», стрелочный индикатор настройки.
На задней панели электронного блока расположен выходной электрический разъем для подключения колебательной системы.
Колебательная система ультразвукового станка выполнена по полуволновой схеме и размещена в узле вращения, рассмотренном ранее.
Рисунок 7.7 - Ультразвуковой станок в комплекте с узлом вращения ультразвуковой колебательной системы
Разработанный и изготовленный ультразвуковой станок характеризуется следующими техническими характеристиками.
Технические характеристики
| Мощность, потребляемая от сети, Вт | 250±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 | 30 |
| Диаметр выполняемых отверстий, мм | 1...25 |
| Толщина обрабатываемых изделий, мм, не более | 100 |
| Производительность сверления (по стеклу), мм/мин, неменее | 5...10 |
| Время непрерывной работы, мин, не менее | 480 |
| Габаритные размеры: | |
| генератора, мм, не более | 300х180х140 |
| колебательной системы, мм, не более | 150x70 |
| Масса аппарата, кг, не более | 10 |
Разработанный станок предназначен для непрерывной эксплуатации в течение не менее 8 часов. 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. Наиболее ярким примером успешной эксплуатации рассмотренного станка является выполнение сквозных отверстий диаметром до 25 мм в бронестеклах, состоящих из нескольких слоев (до 6 слоев) стекла толщиной 6 мм, соединенных между собой полимерной нетвердеющей пленкой толщиной 1 мм. Разработка способа сверления таких изделий и создание специализированного станка позволило впервые решить проблемы крепления блоков бронестекла между собой и крепления к ним различных элементов (например, бойниц).