קילוף במשיכה של מוטות תיל בסיוע אולטרסוני (UADP)

קילוף במשיכה של מוטות תיל משפר משמעותית את איכות פני השטח באמצעות קילוף חומר מההיקף החיצוני של החומר. זוהי חלופה מוכרת היטב לקילוף סיבובי, להתזת חול או להשחזה. קילוף במשיכה בסיוע אולטרסוני משתמש ברטט בתדר גבוה של כלי הקילוף. התנועה האורכית המהירה של כלי הקילוף מפחיתה את כוחות המשיכה ומשפרת את איכות פני השטח של החומר.

מהו קילוף במשיכה?

איכות פני שטח מעולה, עם חספוס נמוך מאוד, היא המטרה העיקרית של תהליך הקילוף במשיכה. לאחר הקילוף במשיכה, למוט התיל מבנה חומר הומוגני יותר וטוהר חומר גבוה יותר. קילוף במשיכה מסיר פגמים בפני השטח, כגון חמצון, סימני רעידות, חריצי ערגול, צלקות קשקשת, שכבות כפולות, חפיפות, תכלילים ושכבות שוליים שעברו דקרבוריזציה, ממתכות ברזליות כגון פלדה או חומרי ברזל. יישום בולט של קילוף במשיכה הוא הסרת קשקשת וחלודה מפני השטח של מוט תיל ברזלי. במתכות אל־ברזליות, כגון נחושת, עשוי להידרש קילוף במשיכה להסרת שכבות מוקשות מפני השטח לאחר ערגול או משיכה. תהליך הקילוף במשיכה יכול להסיר בין 0.01mm ל־0.25mm של חומר מפני השטח של מוט התיל בשלב אחד. קילוף במשיכה מוכר גם בשמות גילוח, קילוף השכבה החיצונית או גילוח באמצעות מבלט אחורי.

קילוף במשיכה לעומת קילוף סיבובי

עבור מוטות תיל, פרופילים או צינורות שקוטרם קטן מ־25mm, לקילוף במשיכה יתרונות גדולים על פני קילוף סיבובי. קילוף סיבובי של מוטות תיל מגביל את מהירות הייצור ועלול ליצור פני שטח בעלי מבנה גלי או ספירלי במוטות תיל קטנים. כלי החיתוך לקילוף במשיכה מגלח במקביל לכיוון ההזנה. הדבר מוביל לטופוגרפיית פני שטח מעולה לאורך מוט התיל ולעמידות גבוהה יותר של כלי הקילוף במשיכה. בדרך כלל, עלויות הכלים לקילוף במשיכה נמוכות מעלויות המערכות לקילוף סיבובי.

מהו היתרון של קילוף במשיכה בסיוע אולטרסוני (UADP)?

קילוף במשיכה של מוטות תיל דורש הספק כדי להתגבר על החיכוך ולחתוך את החומר. במערך קונבנציונלי לקילוף במשיכה, הספק זה מגיע מתוף המשיכה המסתובב בלבד. כוח המתיחה המופעל על מוט התיל עולה ככל שמהירות הקו, קוטר התיל ועובי השכבה המקולפת גדלים. חוזק המתיחה וחוזק הכניעה הם גורמים מכריעים במיוחד במוטות תיל קטנים יותר, שכן היחס בין ההיקף לשטח החתך גבוה יותר בקטרים קטנים יותר. הדבר מגביל את מהירות הקו בקילוף במשיכה או הופך קילוף קונבנציונלי במשיכה לבלתי אפשרי בשל הסיכון הגבוה לשברים.
קילוף במשיכה בסיוע אולטרסוני משתמש ברטט אורכי בתדר גבוה של כלי החיתוך בעל השפה החדה. תדר הרטט האופייני הוא 20kHz, וההעתק של שפת הקילוף יכול להגיע עד 100 מיקרון (pk-pk). ככל שהיחס בין מהירות הרטט של כלי הקילוף למהירות מוט התיל גבוה יותר, כך כוח המתיחה על התיל יכול להיות נמוך יותר. לכן קילוף במשיכה המופעל באמצעות אולטרסאונד מאפשר מהירויות קו גבוהות יותר בקילוף במשיכה או הסרת חומר רבה יותר בשלב קילוף אחד, עבור כל גבול נתון של חוזק המתיחה. הפחתת כוח המתיחה הופכת את הקילוף במשיכה המופעל באמצעות אולטרסאונד למתאים ביותר לקטרי חומר קטנים ולמוצרים חלולים מוארכים, כגון צינורות.
מוטות תיל נוטים לפתח סימני רעידות ו״פרקציות״ (fractions) בעת הפעלה ועצירה של הנעת תוף המשיכה. הבעיה חמורה יותר בחומרים רכים או אלסטיים מאוד ובחתכים קטנים. כלי הקילוף המורטט באמצעות אולטרסאונד נע קדימה ואחורה 20,000 פעמים בשנייה. תנועה רציפה זו של מבלט הגילוח מפחיתה את מאמץ המתיחה ומונעת סימני רעידות וגליות לאורך פני השטח של מוט התיל.

ככל שהרטט האולטרסוני דוחף יותר את שפת כלי החיתוך לתוך החומר, כך המתיחה במוט התיל יכולה להיות נמוכה יותר. הדבר מוביל להפחתות משמעותיות במתיחה של עד 50%, בהתאם לחומר ולמידות. ככלל, הפחתת המתיחה מאפשרת להגדיל את מהירות הקו. עם זאת, מהירות מוט התיל צריכה להיות נמוכה לפחות ב־20% ממהירות הרטט של הכלי.