Ultrazvukom podporované lúpanie valcovaného drôtu ťahaním (UADP)

Lúpanie valcovaného drôtu ťahaním výrazne zlepšuje kvalitu povrchu odoberaním materiálu z jeho vonkajšieho obvodu. Je to všeobecne známa alternatíva k rotačnému lúpaniu, pieskovaniu alebo brúseniu. Ultrazvukom podporované lúpanie ťahaním využíva vysokofrekvenčné kmitanie lúpacieho nástroja. Rýchly pozdĺžny pohyb lúpacieho nástroja znižuje ťažné sily a zlepšuje kvalitu povrchu materiálu.

Čo je lúpanie ťahaním?

Hlavným cieľom procesu lúpania ťahaním je vynikajúca kvalita povrchu s veľmi nízkou drsnosťou. Po lúpaní ťahaním má valcovaný drôt homogénnejšiu štruktúru materiálu a vyššiu čistotu materiálu. Lúpanie ťahaním odstraňuje z kovov na báze železa, ako sú oceľ alebo železné materiály, povrchové chyby, napríklad oxidáciu, stopy po chvení, ryhy po valcovaní, jazvy po okovinách, zdvojené povrchové vrstvy, preložky, vmestky a oduhličené okrajové vrstvy. Významným využitím lúpania ťahaním je odstraňovanie okovín a povrchovej hrdze z valcovaného drôtu na báze železa. Pri neželezných kovoch, ako je meď, môže byť lúpanie ťahaním potrebné na odstránenie spevnených povrchových vrstiev po valcovaní alebo ťahaní. Proces lúpania ťahaním dokáže v jednom kroku odstrániť z povrchu valcovaného drôtu 0,01mm až 0,25mm materiálu. Lúpanie ťahaním je známe aj ako oholovanie, hrubé lúpanie alebo oholovanie zadným prievlakom.

Lúpanie ťahaním v porovnaní s rotačným lúpaním

Pri valcovanom drôte, profiloch alebo rúrach s priemerom menším ako 25mm má lúpanie ťahaním veľké výhody oproti rotačnému lúpaniu. Rotačné lúpanie valcovaného drôtu obmedzuje výrobnú rýchlosť a pri valcovanom drôte s malým priemerom môže viesť k vytvoreniu zvlneného povrchu alebo povrchu so špirálovou štruktúrou. Rezný nástroj na lúpanie ťahaním odoberá materiál rovnobežne so smerom posuvu. To vedie k vynikajúcej topografii povrchu pozdĺž valcovaného drôtu a k vyššej životnosti nástroja na lúpanie ťahaním. Náklady na nástroje na lúpanie ťahaním sú vo všeobecnosti nižšie ako náklady na systémy rotačného lúpania.

Aké výhody má ultrazvukom podporované lúpanie ťahaním (UADP)?

Lúpanie valcovaného drôtu ťahaním vyžaduje výkon na prekonanie trenia a rezanie materiálu. V bežnej zostave na lúpanie ťahaním poskytuje tento výkon iba rotujúci ťažný bubon. Ťahová sila pôsobiaca na valcovaný drôt rastie so zvyšujúcou sa rýchlosťou linky, priemerom drôtu a hrúbkou odoberanej vrstvy. Pevnosť v ťahu a medza klzu sú rozhodujúcimi faktormi najmä pri valcovanom drôte s menším priemerom, pretože pri menších priemeroch je pomer obvodu k ploche prierezu vyšší. To obmedzuje rýchlosť linky na lúpanie ťahaním alebo znemožňuje bežné lúpanie ťahaním pre vysoké riziko lomov.
Ultrazvukom podporované lúpanie ťahaním využíva vysokofrekvenčné pozdĺžne kmitanie rezného nástroja s ostrou hranou. Typická frekvencia kmitania je 20kHz, pričom rozkmit lúpacieho ostria môže dosiahnuť až 100 mikrometrov (pk-pk). Čím vyšší je pomer rýchlosti kmitania lúpacieho nástroja k rýchlosti valcovaného drôtu, tým nižšia môže byť ťahová sila pôsobiaca na drôt. Lúpanie ťahaním poháňané ultrazvukom preto umožňuje vyššie rýchlosti linky alebo väčší úber materiálu v jednom kroku lúpania pri ľubovoľnej danej medznej hodnote pevnosti v ťahu. Zníženie ťahovej sily robí lúpanie ťahaním poháňané ultrazvukom najvýhodnejším pre malé priemery materiálu a duté polotovary, ako sú rúry.
Pri spúšťaní a zastavovaní pohonu ťažného bubna je valcovaný drôt náchylný na vznik stôp po chvení a lomov. Tento problém je výraznejší pri mäkkých alebo veľmi pružných materiáloch a malých prierezoch. Lúpací nástroj rozkmitaný ultrazvukom sa pohybuje tam a späť 20 000-krát za sekundu. Tento nepretržitý pohyb lúpacieho prievlaku znižuje ťahové napätie a zabraňuje vzniku stôp po chvení a zvlnenia pozdĺž povrchu valcovaného drôtu.

Čím viac ultrazvukové kmitanie zatláča ostrie rezného nástroja do materiálu, tým nižšie môže byť ťahové zaťaženie valcovaného drôtu. To vedie k výraznému zníženiu ťahového zaťaženia až o 50% v závislosti od materiálu a rozmerov. Zníženie ťahového zaťaženia vo všeobecnosti umožňuje zvýšiť rýchlosť linky. Rýchlosť valcovaného drôtu by však mala byť aspoň o 20% nižšia ako rýchlosť kmitania nástroja.