3. Дослідження впливу ультразвуку
Конструкції верстатів, які призначенні для механічної обробки, не можуть не допускати невеликих коливань оброблюваної деталі і інструменту, котрі утворюють свого роду коливальну систему. Різання з накладенням вібрацій, при якому сили різання діють у вигляді імпульсів, а виділення тепла не значне. Звичайне різання, котре супроводжується виділенням тепла і обумовлене дією сил різання, які складаються із статичної постійної складової і накладеної на неї змінної складової (змінюється по синусоїдальному закону), представляє собою лише одиничний випадок. Ці обставини необхідно враховувати при розгляданні принципів точної обробки. При звичайному різанні різець притискають до оброблюваної деталі, яка обертається з високою частотою, має привід від електродвигуна. Щоб привести деталь в обертання і заставити коливатися вершину різця, потрібна енергія, яка поступає від електродвигуна, потужність якого використовується не ефективно. Якщо знизити опір різанню, то завдяки утворенню надлишку енергії в зоні обробки можливе збільшення глибини різання та подачі. Однак неможливо створити нові точні способи обробки, розглядаючи тільки відомі залежності між опором різанню і енергією, що затрачується на різання [4].
При вібраційному різанні обертальний рух оброблюваної деталі використовується лише для формування окружності. В такому випадку достатньо використовувати електродвигун невеликої потужності. Щоб забезпечити вібрацію різця без його притискання до деталі, можна встановити окреме джерело енергії (вібратор), який викликає коливання різця в напрямку різання.
Таким чином, при звичайному різанні, якщо не притискати різець до оброблюваної деталі, неможливо передати енергію, яка забезпечує коливання вершини різця. Навпаки, при вібраційному різанні енергія, яка необхідна для створення стружки, поступає безпосередньо від джерела коливань. При цьому різець починає вібрувати ще до того, як він вступить в доторкання з обертаючоюся оброблюваною деталлю. Швидкість різання v пов’язана з частотою f та з амплітудою коливань a умовою v = 2πaf . При прикладенні до оброблюваної деталі імпульсних сил різання виконується через малі інтервали, що мають регулярний характер і довжину lT = v/f [3].
В звичайних токарних верстатах енергія, що витрачається на коливання вершини різця і необхідна для обертання оброблюваної деталі, поступає від одного джерела – електродвигуна. Така конструкція загальновідома і не викликає ніяких сумнівів. Електродвигун токарного верстата змушує обертатися лише оброблювану деталь. Однак при такому способі обробки проходить безкорисне виділення значної кількості тепла. Раніше виділення тепла вважали природнім і приймали лише заходи по його відводу, наприклад, підводом змащувально-охолодних рідин, розроблених спеціально для різання, шліфування тощо. При звичайному різанні після проходження різця на обробленій поверхні обов’язково залишаються нерегулярні виступи і впадини. Щоб отримати точну гладку поверхню, необхідне наступне шліфування і т.д. При звичайних способах точіння неможливо отримати високу точність без проведення наступних оздоблювальних операцій.
При вібраційному різанні (рис. 2.1) є джерело коливань, яке дозволяє перетворити електричну енергію в механічну і заставити вершину різця виконувати регулярні коливання в напрямку різання.
Отже, ультразвукове вібраційне різання дозволяє виконувати точну обробку, використовуючи лише точіння. При цьому можна обробляти навіть матеріали, які раніше для отримання необхідної точності завжди піддавали шліфуванню. Роботи, які раніше виконувалися, наприклад, на дорогих шліфувальних верстатах (круглошліфувальних, внутрішньо шліфувальних) при вібраційному різанні визнаються непотрібними. Таким чином, вібраційне різання володіє цілим рядом переваг, які дозволяють знизити трудомісткість роботи і матеріальні затрати [3].
ВСТУП
Однією з найбільш важливих проблем при ремонті машин зараз є проблема забезпечення ефективності ремонтних заходів, які оцінюються як експлуатаційними, так і показниками надійності.
Більшість ремонтних підприємств України, які ремонтують двигуни тракторів, комбайнів і самохідних машин, мають низьку технічну підготовку, що призводить до зниження надійності відремонтованих об’єктів. При цьому більшість відмов ліквідуються заміною або відновленням елементів, які мають низьку експлуатаційну надійність. Це пов’язано з відсутністю основних закономірностей виникнення відмов і факторів, які суттєво впливають на працездатність об’єкта ремонту.
Підвищення надійності деталей машин за рахунок ультразвукової обробки – досить перспективний технологічний процес. Пояснюється це, в першу чергу, багатоопераційністю ультразвукового обладнання. Тобто ультразвукову установку можна використовувати практично на всіх типах металообробних верстатів. Унікальність технології в тому, що за відносно малий час (тобто 1 прохід на токарному верстаті) отримуємо шорсткість, що відповідає 10 класу (0,1 мкм). Це говорить про те, що ультразвукова обробка може замінити шліфування, полірування, алмазне вигладжування і виключить використання абразивних матеріалів.
Ультразвукову обробку можна використовувати як при виготовленні деталей, так і при відновленні деталей сільськогосподарських машин, але немає розроблених технологічних процесів для цього. Тому ми вважаємо, що подальші дослідження в даному напрямку мають практичний і теоретичний інтерес.
ЛІТЕРАТУРА
1. Абрамов О.В. Ультразвуковая обработка металлов. – М.: Машиннострение, 1984. – 276с.
2. Белоцкий А.В., Винниченко В.Н., Муха И.М. Ультразвуковое упрочнение металлов. Киев, «Техніка», 1989, - 167с.
3. Кумабэ Вибрационное резание.- М.: Колос 1985.- 424с.
4. Марков А.И. Применение ультразвука в промышленности. – М.: Машинностроение, София: Техника, 1975. – 239с.
5. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием. – М.: Агропромиздат. 1988.
6. Річні звіти господарської діяльності ТОВ «Моторсервіс»
7. Інтернет сайт bufo.ru