Ultrazvočno podprto vlečno luščenje valjane žice (UADP)

Vlečno luščenje valjane žice bistveno izboljša kakovost površine z odstranjevanjem materiala z zunanjega oboda. Je splošno znana alternativa rotacijskemu luščenju, peskanju ali brušenju. Ultrazvočno podprto vlečno luščenje uporablja visokofrekvenčno nihanje luščilnega orodja. Hitro vzdolžno gibanje luščilnega orodja zmanjšuje vlečne sile in izboljšuje kakovost površine materiala.

Kaj je vlečno luščenje?

Glavni cilj postopka vlečnega luščenja je vrhunska kakovost površine z zelo majhno površinsko hrapavostjo. Po vlečnem luščenju ima valjana žica bolj homogeno strukturo materiala in večjo čistost materiala. Vlečno luščenje odstranjuje površinske napake, kot so oksidacija, sledi vibracij, raze zaradi valjanja, poškodbe zaradi škaje, dvojne površinske plasti, preklopi, vključki in razogljičene robne plasti, z železnih kovin, kot so jeklo ali železni materiali. Pomembna uporaba vlečnega luščenja je odstranjevanje škaje in površinske rje z valjane žice iz železnih kovin. Pri neželeznih kovinah, kot je baker, je lahko vlečno luščenje potrebno za odstranitev utrjenih površinskih plasti po valjanju ali vlečenju. Postopek vlečnega luščenja lahko v enem koraku s površine valjane žice odstrani med 0,01mm in 0,25mm materiala. Vlečno luščenje je znano tudi kot stružno posnemanje, odstranjevanje površinske plasti ali posnemanje z zadnjo matrico.

Vlečno luščenje v primerjavi z rotacijskim luščenjem

Pri valjani žici, profilih ali ceveh s premerom manj kot 25mm ima vlečno luščenje velike prednosti pred rotacijskim luščenjem. Rotacijsko luščenje valjane žice omejuje hitrost proizvodnje in lahko pri valjani žici majhnega premera povzroči valovito ali spiralno strukturo površine. Rezalno orodje za vlečno luščenje posnema material vzporedno s smerjo podajanja. To omogoča boljšo topografijo površine vzdolž valjane žice in večjo obstojnost orodja za vlečno luščenje. Na splošno so stroški orodij za vlečno luščenje nižji od stroškov sistemov za rotacijsko luščenje.

Kakšne so prednosti ultrazvočno podprtega vlečnega luščenja (UADP)?

Vlečno luščenje valjane žice zahteva moč za premagovanje trenja in rezanje materiala. Pri običajni izvedbi vlečnega luščenja to moč zagotavlja samo vrteči se vlečni boben. Natezna sila v valjani žici narašča s hitrostjo linije, premerom žice in debelino luščene plasti. Natezna trdnost in meja tečenja sta ključna dejavnika zlasti pri valjani žici manjšega premera, saj je pri manjših premerih razmerje med obsegom in prečnim prerezom večje. To omejuje hitrost linije za vlečno luščenje ali pa zaradi velikega tveganja za zlome onemogoča običajno vlečno luščenje.
Ultrazvočno podprto vlečno luščenje uporablja visokofrekvenčno vzdolžno nihanje rezalnega orodja z ostrim robom. Značilna frekvenca nihanja je 20kHz, pomik luščilnega roba pa lahko znaša do 100 mikrometrov (pk-pk). Čim večje je razmerje med hitrostjo nihanja luščilnega orodja in hitrostjo valjane žice, tem manjša je lahko natezna sila v žici. Zato ultrazvočno gnano vlečno luščenje pri kateri koli dani omejitvi natezne trdnosti omogoča večje hitrosti linije za vlečno luščenje ali odstranitev več materiala v enem koraku luščenja. Zaradi zmanjšanja natezne sile je ultrazvočno gnano vlečno luščenje najugodnejše za majhne premere materiala in votle vzdolžne izdelke, kot so cevi.
Valjana žica je ob zagonu in zaustavitvi pogona vlečnega bobna dovzetna za sledi vibracij in »frakcije«. To je bolj problematično pri mehkih ali zelo elastičnih materialih in majhnih prečnih prerezih. Ultrazvočno nihajoče luščilno orodje se premakne naprej in nazaj 20.000-krat na sekundo. To neprekinjeno gibanje matrice za posnemanje zmanjšuje natezno napetost ter preprečuje sledi vibracij in valovitost vzdolž površine valjane žice.

Čim bolj ultrazvočno nihanje potiska rob rezalnega orodja v material, tem manjša je lahko natezna sila v valjani žici. To omogoča znatno zmanjšanje natezne sile za do 50%, odvisno od materiala in dimenzij. Na splošno zmanjšanje natezne sile omogoča povečanje hitrosti linije. Vendar mora biti hitrost valjane žice vsaj 20% nižja od hitrosti nihanja orodja.