ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Минпромторг России обновил основные характеристики программы "промышленной ипотеки"

Министерством промышленности и торговли Российской Федерации совместно с Минфином России и Минэкономразвития России были разработаны новые условия для реализации программы "промышленной ипотеки", учитывая анализ результатов 2023 года. Теперь участие в программе станет доступным для предприятий с выручкой до 2 миллиардов рублей и малых технологических компаний с выручкой до 4 миллиардов рублей, ...

В России разрабатывается всестороннее цифровое решение для возведения сложных промышленных объектов

В России будет создано комплексное национальное решение в сфере технологий информационного моделирования (ТИМ) для строительства сложных промышленных объектов. Для этого объединяются усилия отечественных компаний-разработчиков, индустриальных заказчиков и профильных органов исполнительной власти. Координатором проекта выступит Госкорпорация «Росатом». Площадкой дальнейшего обсуждения проекта ст...

Минпромторг России проводит конкурсный отбор для возмещения расходов на беспилотные авиационные системы (БАС)

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации объявляет отбор на право компенсации части затрат на полеты беспилотных авиационных систем их эксплуатантам. Поддержка будет оказываться в форме субсидий в рамках федерального проекта «Стимулирование спроса на отечественные беспилотные авиационные системы» (входит в состав национального проекта «Беспилотные авиационные системы») в целя...

"Ростех" завершил подготовку нового стартового комплекса для ракеты-носителя "Ангара-А5" перед проведением летных испытаний

Монтажно-технологическое управление "Альтаир", входящее в структуру холдинга "Росэлектроника" Госкорпорации Ростех, успешно завершило наладку важных систем жизнеобеспечения и работоспособности стартового комплекса ракеты-носителя тяжелого класса "Ангара-А5" на космодроме "Восточный". В рамках проекта специалисты установили около полутора тысяч единиц разнообразного оборудования и проложили более м...

В Министерстве цифрового развития России состоялось заседание Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ)

Поступила первая заявка на выделение полос для гибридных сетей связи В Государственную комиссию по радиочастотам (ГКРЧ) поступила просьба от компании МТС о выделении частотного диапазона 1920-1980/2110-2170 МГц для тестирования новых гибридных сетей связи. Эти инновационные сети предоставляют возможность объединения земных станций и спутниковых каналов на основе единого стандарта, обеспечивая р...

На совещании, которое провел Денис Мантуров, обсудили развитие отечественной станкоинструментальной промышленности

В Координационном Центре Правительства Российской Федерации состоялось совещание о развитии станкоинструментальной промышленности под председательством заместителя Председателя Правительства Российской Федерации – Министра промышленности и торговли Российской Федерации Дениса Мантурова и заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Дмитрия Чернышенко. В мероприятии приняли уча...

16 Мая 2011

Финишная обработка металлов ультразвуком

Финишная обработка металлов ультразвуком

Мы еще не знаем вcе вoзмoжнocти ультразвука. Нo cпециалиcты прoрoчат, чтo уже грядет пoра cамoгo интенcивнoгo иcпoльзoвания энергии мoщнoгo УЗ-излучения в cамых разных oтраcлях прoмышленнocти. Еще недавно это было только научной фантаcтикой. Однако первые воиcтину прорывные технологии уже реализуютcя на практике. К примеру, новейшая, безопаcная и экологичеcки чиcтая финишная обработка металлов ультразвуком значительно упрощает и удешевляет веcь процеcc, к тому же заметно улучшает его качеcтво.

К разработке этой технологии отечественные ученые приступили достаточно давно. Почти полвека назад одновременно в нескольких различных институтах страны начались очень активные исследования в области физических основ ультразвуковых процессов.

Но до конструирования, а уж тем более до производства промышленного оборудования, работающего по этому принципу, было еще очень и очень далеко.

Совершить наконец-то долгожданный прорыв в этой области в немалой степени помогло создание специализированного Северо-Западного Центра ультразвуковых технологий. Именно его специалисты в содружестве с учеными из Санкт-Петербургского государственного политехнического университета и породили технологию БУФО – безабразивной ультразвуковой финишной обработки металлов, которую сумели не только реализовать в металле, но и запустить в массовую практику.

Вот вам и приставка

Одно из основных преимуществ выпускаемого в северной столице оборудования для новой технологии состоит в его универсальности. Оно прекрасно монтируется в любые металлообрабатывающие станки – токарные, строгальные, плоскошлифовальные и др. По сути, комплект БУФО, представляя собой «всего лишь» приставку к типовому станку, фактически преобразует его в многооперационный.

Например, чистовое точение детали резцом в заданный размер и финишная обработка поверхности происходят только что ни одновременно. Переход от технологии чистового точения к финишной обработке осуществляется всего лишь заменой резца на модифицированный под него излучатель ультразвука. В результате полностью отпадает необходимость в отдельном шлифовальном станке: на оснащенном комплектом БУФО токарном станке можно обрабатывать детали от заготовки до 10 класса шероховатости (Ra = 0,1 мкм), не снимая их с центров крепления. При этом одновременно происходит упрочнение поверхностной структуры металла, повышение опорной поверхности, усталостной прочности.

Уже не надо делать всевозможные припуски. Можно забыть об использовании абразивных кругов и лент, войлока, притирочных паст, нет больше и грязной ручной работы. Естественно, существенным образом сокращается внутрицеховая транспортировка деталей, тем самым экономятся производственная площадь, электроэнергия. При крупносерийном производстве создатели ультразвуковой технологии считают возможными и даже целесообразными автоматизацию и роботизацию процесса. Практически во всех отраслях промышленности применение БУФО на станках с ЧПУ и роботами уже не просто опробовано, но активно используется и доказало свою высокую эффективность. Кстати, авторы технологии утверждают: возможна одновременная обработка детали резанием и ультразвуком. Оборудование надо просто соответствующим образом скомпоновать.

Неограниченные возможности

Что поддается обработке при помощи оборудования БУФО? Да практически все – чугуны, цветные металлы, конструкционные, инструментальные и нержавеющие стали, титановые сплавы и т.п. Более того, не имеет значения различие в конструктивных формах деталей. Это могут быть цилиндрические наружные и внутренние поверхности, торцевые, конические и шаровые поверхности, разного рода выступы, прямоугольные и радиусные канавки. На практике доказана высокая эффективность финишной обработки с использованием техники БУФО штоков цилиндров, деталей арматуры трубопроводов, фланцев, муфт, дисков разных размеров и назначений, деталей двигателей, трансмиссий, станков, редукторов, компрессоров, шаровых кранов и т.д.

Последняя разработка Центра ультразвуковых технологий – это полностью универсальный инструмент уже внутри самого комплекта БУФО. Он может одинаково хорошо справляться с обработкой уже не только наружных, но и внутренних поверхностей деталей. Инструмент еще на стадии конструкторских наметок изначально нацеливался на использование его в комплекте с металлорежущими станками.

Решение нашлось непросто. Но специалистам Центра все-таки удалось осуществить на практике новые приемы построения головок акустических – ГА. Суть нововведения, если коротко, сопряжена со следующим: инженеры-исследователи изменили кинематику БУФО и применили резонирующие стержни, способные работать в режиме изгибных колебаний. Вот эти самые изгибные колебания и подняли на новую высоту технологические возможности инструмента – комплектов БУФО.

Всего, на сегодня, существует уже 6 модификаций данного инструмента. И каждая еще на стадии изготовления обязательно комплектуется волноводом с излучателем ультразвука, который как раз и дает возможность одинаково успешно обрабатывать как наружные, так и внутренние поверхности деталей диаметром от 10 до 500 мм и более.

В чем же здесь секрет?

Для начала просто сравним некоторые данные. Обработка резцом детали из незакаленных сталей обычно дает 4–5 класс шероховатости. После обработки БУФО (за один проход излучателя ультразвука) – 10 класс шероховатости поверхности с Ra ~ 0,1 мкм. Если детали обработаны точением или шлифовкой на 8 класс – БУФО дает возможность получить 11–12 класс шероховатости с Ra ~ 0,05–0,025 мкм с одновременным упрочнением поверхностной структуры. Как это получается?

При воздействии ультразвука – удара излучения о поверхностный слой металла – происходит пластическая деформация микронеровностей поверхности. Уникальность технологии состоит в том, что структура металла существенно изменяется. Как установлено академиком РАЕН В.П. Алехиным, на глубине 15–20 мкм от поверхности обработки металла возникают слои наноструктур с размером зерна 5–10 нм. Остаточные напряжения трансформируются в сжимающие.

Микротвердость обработанного слоя стали, например, увеличивается на 5–35%. Повышается усталостная прочность, увеличивается до 90% опорная поверхность. Некруглость геометрии детали после резца снижается на 25–30%. При условии твердого точения детали в размере использование БУФО тоже исключает необходимость применения шлифовальных станков. Таким образом, становится реальной технология обработки деталей без съема ее с центров, за один «установ».

Последняя разработка Центра ультразвуковых технологийПрактическое применение этого оборудования дает немалый экономический эффект. Согласно отзывам специалистов ряда заводов России, производительность, подскакивает в разы. Технология финишной обработки металлов ультразвуком позволяет упростить и удешевить весь процесс металлообработки. По износоустойчивости пар трения (а это коренной вопрос в использовании любых машин и механизмов) обработка БУФО, по данным Центра, может обеспечить удвоение моторесурса.

Согласно санитарно-эпидемиологическому заключению, технология БУФО соответствует государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам, безвредна, использовать ее на производстве практически безопасно.

Пятнадцать патентов и признание

Что особенно приятно осознавать – в мировом машиностроении пока нет аналогов технологиям и оборудованию БУФО. На них выдано 15 патентов РФ. Но уж коли дело успешно начато, его не грех продолжать. Благо что интеллектуальный потенциал Центра такое вполне позволяет.

И хоть говорят в народе, что бесконечно улучшать – только портить, питерские исследователи возможностей ультразвука напрочь опровергают эту старую «истину». Обладание авторскими разработками по части промышленного использования мощного УЗ-излучения плюс собственное производство оборудования дают возможность регулярно пополнять ассортимент выпускаемой продукции. А потребитель, он все видит.

В активе Центра – победы в многочисленных тендерах на поставку оборудования для нефтегазового комплекса, электроэнергетики, машиностроения, металлургии и других отраслей промышленности. Приставки БУФО уже активно используют на более чем 350 заводах в России, а также на предприятиях в странах ближнего и дальнего зарубежья – на Украине, в Белоруссии, Латвии, Казахстане, Словакии, Китае и др. Технологию

БУФО высоко оценили специалисты Международного корпуса экспертов (АВLE), она стала постоянной участницей многих международных выставок, где неоднократно получала престижные призы.


Владимир Баранов

Кол-во просмотров: 17128
Яндекс.Метрика