ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Вызовы цифровизации энергетики: Росатом выступает за выработку цифровой этики

В ее преддверии директор по цифровизации Госкорпорации «Росатом» Екатерина Солнцева, выступая на глобальной сессии «Рост машин и цифровой потребитель» WEW-2021 (Всемирной энергетической недели), назвала четыре основных вызова, которые стоят перед цифровизацией энергетики. В их числе указаны гармонизация использования различных источников энергии, выработка новых бизнес-моделей для изменений в стр...

Ветропарки Росатома выработали 1 млн мегаватт-часов «зеленой» энергии

В Ставропольском крае открыта третья ветроэлектростация – Бондаревская ВЭС установленной мощностью 120 МВт. На сегодняшний день на юге России действуют уже пять ветроэнергетических станций Росатома, общая установленная мощность которых составляет 660 МВт. Строительство еще одного ветропарка – Медвеженской ВЭС в Ставропольском крае мощностью 60 МВт будет завершено до конца этого года. Ф...

Ростех завершил испытания второго газогенератора российского двигателя для «Суперджета»

Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха успешно завершила испытания второго опытного газогенератора – «сердца» двигателя ПД-8, предназначенного для самолета SSJ-NEW. В рамках испытаний была подтверждена корректная работа узлов, требуемые параметры температуры и давления, соответствие экологическим нормам. Следующим этапом проекта станут стендовые испытания первого опытного обра...

Власть и бизнес обсудят актуальные вопросы промышленности на XVI Национальном конгрессе «Модернизация промышленности России: приоритеты развития»

5 и 6 октября 2021 года в Центре цифрового лидерства состоится XVI Национальный конгресс «Модернизация промышленности России: приоритеты развития». Национальный конгресс входит в перечень основных мероприятий Года науки и технологий, утвержденных Правительством Российской Федерации. Ключевая тема мероприятия в 2021 году – «Комплексная модернизация отраслей промышленности». В программе Нац...

В Якутске к 2025 году построят Парк будущих поколений стоимостью 1,5 млрд рублей за счет инвестора

В Якутске до 2025 года появится Парк будущих поколений для создания городской экосистемы полезного досуга, творческого, интеллектуального, духовного и физического развития детей и молодежи. Комплекс будет построен на территории 2,4 га. Планируемый объем вложений в проект составит около 1,5 млрд рублей. Соответствующее соглашение подписали инвестиционно-строительная фирма «Дирекция по строительс...

На Байконуре идет активная подготовка нескольких транспортных кораблей

В монтажно-испытательном корпусе площадки № 254 космодрома Байконур начался заключительный этап испытаний транспортного грузового корабля «Прогресс МС-18», который оставался в режиме хранения на техническом комплексе с августа 2020 года. Он стал третьим космическим кораблем разработки и производства Ракетно-космической корпорации «Энергия», проходящим предстартовую подготовку вместе с пилотируемым...

7 Мая 2009

Безабразивная обработка металлов

Безабразивная обработка металлов

Как cчитают cпециалиcты, наш век мoжет cтать векoм интенcивнoгo иcпoльзoвания в прoмышленнocти энергии мoщнoгo ультразвука. К примеру, нoвейшая и экoлoгичеcки чиcтая технoлoгия финишнoй oбрабoтки металлoв ультразвуком позволяет упроcтить и удешевить веcь процеcc, заметно улучшив его качеcтво.



Работа отечеcтвенных ученых над данной технологией началаcь довольно давно - почти полвека назад. Именно тогда в различных инcтитутах cтраны очень активно велиcь иcследования в области физических основ ультразвуковых процессов.

Однако конструированию, а в дальнейшем и производству промышленного оборудования, работающего по этому принципу, в немалой степени поспособствовала организация специализированного ООО «Северо-Западный Центр ультразвуковых технологий». Именно специалисты Центра совместно с учеными Санкт-Петербургского государственного политехнического университета сумели реализовать и внедрить в массовую практику технологию БУФО - безабразивной ультразвуковой финишной обработки металлов.

Чудо-приставка

Главное достоинство выпускаемого в Северной столице оборудования для новой технологии в том, что его можно установить на любые токарные, строгальные, плоскошлифовальные и другие станки, предназначенные для металлообработки. Таким образом, комплекты БУФО, являясь всего лишь приставками к типовым станкам, фактически превращают их в многооперационные. Например, чистовое точение детали резцом в заданный размер и финишная обработка поверхности происходят одновременно. В результате полностью отпадает необходимость в отдельном шлифовальном станке.

Переход от технологии чистового точения к финишной обработке осуществляется всего лишь заменой модифицированного под резец излучателя ультразвука. Таким образом, комплект БУФО позволяет обрабатывать детали, не снимая их с центров, от заготовки до 10 класса шероховатости (Ra=0,1 мкм). При этом одновременно происходит упрочнение поверхностной структуры металла, а также повышение опорной и усталостной прочности.
Технология освобождается от абразивных кругов и лент, войлока, притирочных паст и грязной ручной работы. Естественно, исключаются внутрицеховая транспортировка деталей и возможные припуски, экономятся производственная площадь и электроэнергия. При крупносерийном производстве возможны и целесообразны автоматизация и роботизация процесса. Практически во всех отраслях промышленности доказана эффективность использования БУФО на станках с ЧПУ и роботами. Возможна одновременная обработка детали резанием и ультразвуком.

Возможности

С помощью оборудования БУФО можно обрабатывать конструкционные, инструментальные и нержавеющие стали, чугуны, цветные металлы,   титановые сплавы и т.п. Более того, обрабатываются различные конструктивные формы деталей: цилиндрические наружные и внутренние поверхности, торцевые, конические и шаровые поверхности, разного рода выступы, прямоугольные и радиусные канавки. Практика использования техники БУФО показывает, что возможна обработка штоков цилиндров, деталей двигателей и арматуры трубопроводов, фланцев, муфт, дисков разных размеров и назначений, трансмиссий, станков, редукторов, компрессоров, шаровых кранов и т.п.
Последняя разработка Центра ультразвуковых технологий - создание универсального инструмента в комплекте БУФО, который предназначен для комплектования металлорежущих станков и позволяет обрабатывать как наружные, так и внутренние поверхности деталей.

Специалистами были найдены новые приемы построения акустических головок - ГА. Суть нововведения заключается в изменении кинематики и использовании резонирующих стержней, работающих в режиме изгибных колебаний. Такое построение ГА резко увеличивает технологические возможности инструмента - комплектов БУФО.
На сегодняшний день разработано шесть модификаций инструмента, которые снабжаются волноводами с излучателями ультразвука, позволяющими обрабатывать наружные и внутренние поверхности, например, диаметром от 10  до 500 мм и более.

«Секрет» и его показатели

Сравним некоторые данные. Обработка резцом детали из незакаленных сталей обычно дает 4–5 класс шероховатости. После обработки БУФО (за один проход излучателя ультразвука) – 10 класс шероховатости поверхности с Ra~0,1 мкм. Если детали обработаны точением или шлифовкой на 8 класс, БУФО позволяет получить 11-12 класс шероховатости с Ra ~ 0,05-0,025 мкм с одновременным упрочнением поверхностной структуры. Как это получается?

При воздействии ультразвука - удара излучателя о поверхностный слой металла - происходит пластическая деформация микронеровностей поверхности. Уникальность технологии состоит в том, что структура металла существенно изменяется. Как установлено академиком РАЕН и МАН ВШ В.П. Алехиным, на глубине 15–20 мкм от поверхности обработки металла возникают слои наноструктур с размером зерна 5-10 нм. Остаточные напряжения трансформируются в сжимающие.

Микротвердость обработанного слоя, например, стали увеличивается на 5-35%. Повышается усталостная прочность, до 90% увеличивается опорная поверхность. Некруглость геометрии детали после резца снижается на 25-30%. Использование БУФО при условии твердого точения детали в размере исключает необходимость применения шлифовальных станков. Таким образом, становится реальной технология обработки деталей за одну установку без съема ее с центров.

Практическое использование данного оборудования дает немалый экономический эффект. Согласно практике ряда заводов РФ, производительность техники увеличивается в несколько раз. Технология финишной обработки металлов ультразвуком позволяет упростить и удешевить весь процесс металлообработки. По данным ООО «Северо-Западный Центр высоких технологий», чтобы решить коренной вопрос использования машин и механизмов - увеличить их моторесурс износоустойчивости, по крайней мере, вдвое, - необходимо провести обработку БУФО.
Согласно санитарно-эпидемиологическому заключению № 78.01.06. 396. П. 000498.01.02 от 28.01.2002 г., технология БУФО соответствует государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам и безвредна, поэтому использовать ее на производстве практически безопасно.

Патенты и спрос

Технология и оборудование БУФО не имеют аналогов в мировом машиностроении. На них получено 15 патентов РФ, а интеллектуальный потенциал Центра ультразвуковых технологий и наличие авторских разработок в области использования мощного ультразвука в совокупности с собственным производством оборудования позволяют регулярно расширять ассортимент выпускаемой продукции. И это не остается незамеченным.                
В активе Центра - победы в тендерах на поставку оборудования для электроэнергетики, металлургии, машиностроения, нефтегазового комплекса и других отраслей промышленности. Оборудование поставлено более чем на 350 заводов России, а также в страны ближнего и дальнего зарубежья - Украину, Белоруссию, Латвию, Казахстан, Словакию, Китай и др.

БУФО получила положительную оценку Международного корпуса добровольных экспертов (АВLE). Технология экспонировалась и получала призы на многих международных выставках. Одной из последних наград ООО «Северо-Западный Центр ультразвуковых технологий» стало завоевание  Гран-при на ХIII Международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции». Награда вручена за победу в конкурсе «Лучший инновационный проект в области металлургии и машиностроения - 2008».

Владимир БАРАНОВ

Кол-во просмотров: 10581
На правах рекламы