Kéo bóc vỏ phôi dây có hỗ trợ siêu âm (UADP)

Kéo bóc vỏ phôi dây cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt bằng cách bóc bỏ vật liệu ở chu vi ngoài. Đây là phương pháp thay thế được biết đến rộng rãi cho bóc vỏ bằng dao quay, phun cát hoặc mài. Kéo bóc vỏ có hỗ trợ siêu âm sử dụng dao bóc vỏ dao động ở tần số cao. Chuyển động dọc trục tốc độ cao của dao bóc vỏ làm giảm lực kéo và cải thiện chất lượng bề mặt vật liệu.

Kéo bóc vỏ là gì?

Chất lượng bề mặt vượt trội với độ nhám bề mặt rất thấp là mục tiêu chính của quá trình kéo bóc vỏ. Sau khi kéo bóc vỏ, phôi dây có cấu trúc vật liệu đồng nhất hơn và độ tinh khiết vật liệu cao hơn. Kéo bóc vỏ loại bỏ các khuyết tật bề mặt như hiện tượng oxy hóa, vết rung dao, vết xước do cán, vết hằn do vảy oxit, lớp da kép, nếp chồng, tạp chất và các lớp biên bị thoát cacbon khỏi kim loại chứa sắt như thép hoặc vật liệu sắt. Một ứng dụng nổi bật của kéo bóc vỏ là loại bỏ vảy oxit và gỉ bề mặt khỏi phôi dây kim loại chứa sắt. Đối với kim loại màu như đồng, có thể cần kéo bóc vỏ để loại bỏ các lớp bề mặt bị hóa cứng sau khi cán hoặc kéo. Quá trình kéo bóc vỏ có thể loại bỏ lớp vật liệu dày từ 0,01mm đến 0,25mm trên bề mặt phôi dây trong một bước. Kéo bóc vỏ còn được gọi là cạo vỏ, bóc lớp ngoài hoặc cạo vỏ bằng khuôn phía sau.

Kéo bóc vỏ so với bóc vỏ bằng dao quay

Đối với phôi dây, thanh định hình hoặc ống có đường kính nhỏ hơn 25mm, kéo bóc vỏ có những ưu điểm lớn so với bóc vỏ bằng dao quay. Bóc vỏ phôi dây bằng dao quay hạn chế tốc độ sản xuất và có thể tạo ra bề mặt dạng sóng hoặc xoắn ốc trên phôi dây nhỏ. Dao cắt dùng trong kéo bóc vỏ cạo song song với hướng cấp phôi. Điều này tạo ra hình thái bề mặt vượt trội dọc theo phôi dây và tăng độ bền của dao kéo bóc vỏ. Nhìn chung, chi phí dao kéo bóc vỏ thấp hơn chi phí hệ thống bóc vỏ bằng dao quay.

Kéo bóc vỏ có hỗ trợ siêu âm (UADP) mang lại lợi ích gì?

Kéo bóc vỏ phôi dây cần công suất để thắng ma sát và cắt vật liệu. Trong hệ thống kéo bóc vỏ thông thường, công suất này chỉ đến từ tang kéo quay. Lực kéo tác dụng lên phôi dây tăng khi tốc độ dây chuyền, đường kính dây và chiều dày lớp bóc tăng. Giới hạn bền kéo và giới hạn chảy là những yếu tố then chốt, đặc biệt đối với phôi dây nhỏ, vì tỷ số giữa chu vi và diện tích tiết diện cao hơn khi đường kính nhỏ hơn. Điều này hạn chế tốc độ dây chuyền kéo bóc vỏ hoặc khiến việc kéo bóc vỏ thông thường không thể thực hiện được do nguy cơ đứt gãy cao.
Kéo bóc vỏ có hỗ trợ siêu âm sử dụng dao cắt có cạnh sắc dao động dọc trục ở tần số cao. Tần số dao động điển hình là 20kHz, độ dịch chuyển của lưỡi bóc vỏ có thể lên đến 100 micromet (pk-pk). Tỷ số giữa vận tốc dao động của dao bóc vỏ và tốc độ phôi dây càng cao thì lực kéo tác dụng lên dây có thể càng thấp. Vì vậy, với bất kỳ giới hạn bền kéo cho trước nào, kéo bóc vỏ bằng siêu âm cho phép tăng tốc độ dây chuyền kéo bóc vỏ hoặc loại bỏ nhiều vật liệu hơn trong một bước bóc vỏ. Việc giảm lực kéo khiến kéo bóc vỏ bằng siêu âm có lợi nhất đối với vật liệu có đường kính nhỏ và các phôi dài rỗng như ống.
Phôi dây dễ xuất hiện vết rung dao và đứt gãy khi khởi động và dừng bộ truyền động tang kéo. Vấn đề này nghiêm trọng hơn đối với vật liệu mềm hoặc có độ đàn hồi rất cao và tiết diện nhỏ. Dao bóc vỏ dao động siêu âm chuyển động qua lại 20.000 lần mỗi giây. Chuyển động liên tục này của khuôn cạo vỏ làm giảm ứng suất kéo và tránh hình thành vết rung dao cũng như gợn sóng dọc theo bề mặt phôi dây.

Dao động siêu âm càng đẩy lưỡi dao cắt sâu vào vật liệu thì lực căng phôi dây có thể càng thấp. Điều này giúp giảm đáng kể lực căng, lên đến 50% tùy theo vật liệu và kích thước. Nhìn chung, việc giảm lực căng tạo cơ hội tăng tốc độ dây chuyền. Tuy nhiên, tốc độ phôi dây phải thấp hơn vận tốc dao động của dao ít nhất 20%.