Питання для поточного самоконтролю та контролю знань по не 2.11:

1. Надайте загальні відомості та наведіть схеми лазерної обробки.

2. Перелічіть переваги і недоліки методу лазерної обробки.

Тестові завдання до не 2.11.

1) Механізм генерації лазерного випромінювання відбувається за рахунок

1. інверсного заселеня енергетичних рівнів

2. реверсивного заселеня енергетичних рівнів

3. спонтанних переходів між енергетичними рівнями

4. теплового руху електронів

5. квантування енергії

2) Лазерним пучком можна обробляти матеріали

1. метали, кераміку, скло, полімери

2. сталь, пінопропілен, Al₂O₃, Si

3. SiO2, ВК8, алмаз, корунд

4. метали, металокераміку, кераміку, полімери

3) Випромінювання лазера концентрується на оброблюваній поверхні за допомогою

1. склянних лінз

2. електромагнітних лінз

3. електростатичного поля

4. системи дзеркал

4) видалення матеріалу при лазерній обробці відбувається за рахунок

1. механічної дії

2. теплової дії

3. світлової дії

4. термоелектричної дії

5) За типом робочго середовища розрізняють наступні види лазерів (ОКГ)

1. твердотільні, газові, рідинні

2. рубінові, газові, рідинні

3. ітрій-алюминієві, рідинні, газові

4. твердотільні, газові, рідинні, напівпровідникові

6) Установки ОКГ містять наступні вузли

1. джерело випромінювання – лазер, оптичну систему, координатний стіл, систему управління роботою лазера

2. джерело вимірювання – лазер, тракт для подачі газу в зону різки, систему управління лазером

3. джерело вимірювання – лазер, оптичну систему, координатний стіл

НЕ 2.12. (лекції)

Ультразвукова обробка.

Навчальний елемент 2.12. "Ультразвукова обробка." Лекція 17.

Тема 20. Ультразвукова обробка.

.

1. Принцип обробки.

2. Переваги та недоліки методу.

3. Приклади операцій.

4. Схема УЗ установки, складові елементи УЗ установки.

Ультразвуковою обробкою називають велику групу технологічних процесів і операцій різних за призначенням, які здійснюються за допомогою різних видів енергії (хімічної, теплової, механічної, електричної), але з обов'язковим накладанням ультразвукових коливань.

Ультразвуковими називають коливання, які здійснюються з частотою більшою 15000 Гц. В одних процесах ультра звукові коливання безпосередньо використовуються для передачі в зону обробки необхідної кількості енергії (розмірна обробка). В інших вони виступають у якості інтенсифікаторів процесів, які відбуваються незалежно (хімічні, електрохімічні, зварювання, виготовлення емульсій.

Ультразвуковий станок (Рис. 18.) складається з таких елементів:

Ультразвуковий генератор – ламповий, напівпровідниковий.

Перетворювач (магнітострикційний, п'єзоелектричний).

Магнітострикційний: в якості матеріалів використовують феромагнетики – це сплави на основі Fe, Co, Ni, ферити Fe₂O₃ , ККД більше. Недолік – мала механічна міцність.

П'єзоелектричний: в якості матеріалів використовують: сегнетову сіль; виннокислий калій; двоокис кремнію (кварц).

Недоліком перетворювачів являється те , що вони в процесі роботи нагріваються. Відповідно їхній п’єзоефект зменшується (амплітуда коливань), магнітострикційний ефект взагалі пропадає. Перетворювачі вимагають примусового охолодження.

Підмагнічувач. Підмагнічування може відбуватися за допомогою струму або за допомогою постійних магнітів.

Концентратор. Для збільшення амплітуди. Коефіцієнт підсилення визначається площею торців, збільшується до 30-80%.

Інструмент виготовляють з твердих і в'язких матеріалів.

Робоче середовище. Водна суспензія – 20 ÷ 40% абразиву алмазу, нітриду бору, карбіду бору, карбіду кремнію. Додатково 1÷2% інгібітора.

Рис. 18. Принципова схема ультразвукового станка.

1 – ємність з абразивною сіспензією, 2 – насос, 3 – інструмент, 4 – концентратор, 5 – перетворювач, 6 – корпус перетворювача, 7 – механізм подачі інструменту, 8 – заготівка, 9 – станина.

Принцип ультразвукової обробки.

На поверхню деталі встановлюється інструмент (Рис. 19.), на нього накладається повздовжньо ультразвукові коливання. Інструмент вдаряє по зернах абразиву, які вдаряються в поверхню заготовки, викришують мікрочастинки матеріалу. Об'єм викришеного матеріалу мізерний, але кількість абразиву велика і частота ударів велика.

Рис. 19. Принцип ультразвукової розмірної обробки.

1 – інструмент, 2 – суспензія абразиву, 3 – зерна абразиву, 4 – заготівка.

Переваги:

1) Можна обробляти струмопровідні та не струмопровідні матеріали.

2) Чистота до 9 класу, точність до 0,01мм.

3) Відсутній нагрів в зоні обробки, в зоні інструменту.

Недоліки:

1) Непридатний до обробки в'язких матеріалів.

2) Складність проектування і виготовлення інструментів.

Застосування:

1) Розмірна обробка.

2) Зварювання.

3) Ультразвукова дефектоскопія.

4) Очистка заготовок і виробів від забруднення.

5) Підвищення якості матеріалів після термічної обробки.

Рекомендована література до НЕ 2.12.: [1–С.167-201, 2–С.534-706, 3–С.479-527, 5–С.114-146, 9–39-48, 11–С.111-139, 26]