Ultraljudsassisterad dragskalning av valstråd (UADP)

Dragskalning av valstråd förbättrar ytkvaliteten avsevärt genom att material skalas bort från materialets yttersta skikt. Det är ett välkänt alternativ till rotationsskalning, sandblästring eller slipning. Ultraljudsassisterad dragskalning använder högfrekventa vibrationer i skalverktyget. Skalverktygets snabba längsgående rörelse minskar dragkrafterna och förbättrar materialets ytkvalitet.

Vad är dragskalning?

Överlägsen ytkvalitet med mycket låg ytjämnhet är huvudmålet med dragskalningsprocessen. Efter dragskalningen har valstråden en mer homogen materialstruktur och högre materialrenhet. Dragskalning avlägsnar ytdefekter såsom oxidation, vibrationsmärken, valsrepor, glödskalsärr, dubbla ytskikt, överlappningar, inneslutningar och avkolade randskikt från järnmetaller såsom stål eller järnmaterial. Ett framträdande användningsområde för dragskalning är att avlägsna glödskal och ytrost från valstråd av järnmetall. För icke-järnmetaller, såsom koppar, kan dragskalning vara nödvändig för att avlägsna härdade ytskikt efter valsning eller dragning. Dragskalningsprocessen kan avlägsna mellan 0,01mm och 0,25mm material från valstrådens yta i ett enda steg. Dragskalning är även känd som skavning, grovskalning eller skavning med bakre dyna.

Dragskalning jämfört med rotationsskalning

För valstråd, profiler eller rör med en diameter under 25mm har dragskalning stora fördelar jämfört med rotationsskalning. Rotationsskalning av valstråd begränsar produktionshastigheten och kan ge våg- eller spiralformade ytstrukturer på valstråd med liten diameter. Dragskalningsverktyget skär parallellt med matningsriktningen. Detta ger en överlägsen yttopografi längs valstråden och längre livslängd för dragskalningsverktyget. Generellt är kostnaderna för dragskalningsverktyg lägre än för rotationsskalningssystem.

Vilken är fördelen med ultraljudsassisterad dragskalning (UADP)?

Dragskalning av valstråd kräver effekt för att övervinna friktionen och skära i materialet. I en konventionell dragskalningsanläggning kommer denna effekt enbart från den roterande dragtrumman. Dragkraften på valstråden ökar med högre linjehastighet, större tråddiameter och tjockare avskalningsskikt. Brottgräns och sträckgräns är kritiska faktorer, särskilt för valstråd med mindre diameter, eftersom förhållandet mellan omkrets och tvärsnittsarea är högre vid mindre diametrar. Detta begränsar linjehastigheten vid dragskalning eller gör konventionell dragskalning omöjlig på grund av den höga risken för brott.
Ultraljudsassisterad dragskalning använder högfrekventa längsgående vibrationer i det skarpeggade skärverktyget. Den typiska vibrationsfrekvensen är 20kHz och skaleggens förskjutning kan vara upp till 100 mikrometer (pk-pk). Ju högre förhållandet är mellan skalverktygets vibrationshastighet och valstrådens hastighet, desto lägre kan dragkraften på tråden vara. Därför möjliggör ultraljudsdriven dragskalning högre linjehastigheter eller större materialavverkning i ett enda skalningssteg för varje given brottgräns. Minskningen av dragkraften gör ultraljudsdriven dragskalning mest fördelaktig för små materialdiametrar och för ihåliga strängar, såsom rör.
Valstråd är benägen att få vibrationsmärken och brott när dragtrummans drivning startas och stoppas. Detta är mer problematiskt för mjuka eller mycket elastiska material och små tvärsnitt. Det ultraljudsvibrerande skalverktyget rör sig fram och tillbaka 20 000 gånger per sekund. Denna kontinuerliga rörelse hos skaldynan minskar dragspänningen och förhindrar vibrationsmärken och vågighet längs valstrådens yta.

Ju mer ultraljudsvibrationen trycker in skärverktygets egg i materialet, desto lägre kan dragspänningen i valstråden vara. Detta leder till betydande minskningar av dragspänningen på upp till 50% beroende på material och dimensioner. Generellt ger minskningen av dragspänningen möjlighet att öka linjehastigheten. Valstrådens hastighet bör dock vara minst 20% lägre än verktygets vibrationshastighet.