Ультразвукове допоміжне зняття стружки з дротових заготовок (UADP)

Зняття стружки з дротових заготовок значно покращує якість поверхні завдяки зрізанню матеріалу з зовнішнього периметра. Це широко відома альтернатива ротаційному зняттю стружки, піскоструминній обробці або шліфуванню. Ультразвукове допоміжне зняття стружки використовує високочастотні коливання інструменту для зняття стружки. Високошвидкісний поздовжній рух інструменту зменшує зусилля витягування та покращує якість поверхні матеріалу.

Що таке зняття стружки?

Превосна якість поверхні з дуже низькою шорсткістю є головною метою процесу зняття стружки. Після зняття стружки дротова заготовка має більш однорідну структуру матеріалу та вищу чистоту матеріалу. Зняття стружки видаляє поверхневі дефекти, такі як окислення, сліди вібрації, подряпини від валків, сліди окалини, подвійні шкірки, напливи, включення та знековані крайові шари з чорних металів, таких як сталь або залізо. Відомим застосуванням зняття стружки є видалення окалини та поверхневої іржі з дротових заготовок із чорних металів. Кольорові метали, такі як мідь, можуть потребувати зняття стружки для видалення загартованих поверхневих шарів після прокатки або витягування. Процес зняття стружки може видаляти від 0,01mm до 0,25mm матеріалу з поверхні дротової заготовки за один крок. Зняття стружки також відоме як строгання, скальпування або зняття стружки задньою матрицею.

Зняття стружки проти ротаційного зняття стружки

Для дротових заготовок, профілів або труб діаметром менше 25mm зняття стружки має великі переваги порівняно з ротаційним зняттям. Ротаційне зняття стружки з дротових заготовок обмежує швидкість виробництва та може призводити до хвилеподібних або спіральних структур поверхні на малих дротових заготовках. Різальний інструмент для зняття стружки зрізає паралельно напрямку подачі. Це призводить до кращої топографії поверхні вздовж дротової заготовки та до вищої довговічності інструменту для зняття стружки. Загалом, витрати на інструменти для зняття стружки нижчі, ніж на системи ротаційного зняття.

Яка перевага ультразвукового допоміжного зняття стружки (UADP)?

Зняття стружки з дротових заготовок вимагає потужності для подолання тертя та різання матеріалу. У звичайній установці для зняття стружки ця потужність надходить лише від обертового шпінделя. Сила натягу на дротовій заготовці зростає зі збільшенням швидкості лінії, діаметра дроту та товщини шару, що знімається. Межа міцності на розтяг та межа плинності є критичними факторами, особливо для менших дротових заготовок, оскільки відношення довжини кола до площі поперечного перерізу є вищим для менших діаметрів. Це обмежує швидкість лінії зняття стружки або робить звичайне зняття стружки неможливим через високий ризик переломів.
Ультразвукове допоміжне зняття стружки використовує високочастотні поздовжні коливання різального інструменту з гострою крайкою. Типова частота коливань становить 20kHz, зміщення різальної крайки може сягати 100 мікрон (pk-pk). Чим вище відношення між швидкістю коливань інструменту для зняття стружки та швидкістю дротової заготовки, тим нижчою може бути сила натягу на дроті. Тому ультразвукове зняття стружки дозволяє досягти вищих швидкостей лінії або більшого видалення матеріалу за один крок зняття для будь-якої заданої межі міцності на розтяг. Зменшення сили натягу робить ультразвукове зняття стружки найбільш вигідним для малих діаметрів матеріалу та для порожнистих пасм, таких як труби.
Дротові заготовки схильні до слідів вібрації та «фракцій» при запуску та зупинці приводу шпінделя. Це більш проблематично для м’яких або дуже пружних матеріалів та малих поперечних перерізів. Інструмент для зняття стружки, що коливається під дією ультразвуку, рухається вперед і назад 20 000 разів на секунду. Цей безперервний рух матриці для строгання зменшує напругу розтягу та запобігає слідам вібрації та хвилястості вздовж поверхні дротової заготовки.

Чим більше ультразвукові коливання штовхають крайку різального інструменту в матеріал, тим нижчою може бути натяг дротової заготовки. Це призводить до значного зменшення натягу до 50% залежно від матеріалу та розмірів. Загалом, зменшення натягу відкриває можливість збільшити швидкість лінії. Однак швидкість дротової заготовки повинна бути принаймні на 20% нижчою за швидкість коливань інструменту.