Безабразивная ультразвуковая финишная обработка металлов (буфо).

Уникальность технологии состоит в том, что после обработки поверхности металла резцом, мы получаем шероховатость поверхности до 10-12 класса (Ra=0,04-0,1 мкм). При обработке закаленных сталей и исходной шероховатости Ra на уровне 0,4 мкм, получаем шероховатость на уровне 0,025 мкм (12 кл.). Микротвердость обработанного слоя, например, стали, увеличивается на 5 - 35%, повышается усталостная прочность, увеличивается до 90% опорная поверхность, остаточные напряжения трансформируются в сжимающие, некруглость геометрии детали после резца снижается на 25-30%, при условии твердого точения детали в размере использование БУФО исключает необходимость применения шлифовальных станков. Микротвердость поверхности металла повышается при обработке структур, например, алюминия более чем на 100 %; стали до закалки — на 15-30 %, после закалки на 5-10 %; повышается усталостная прочность детали.

Более того, возможно одновременная обработка детали резанием и ультразвуком; при этом технология освобождается от абразива, войлока, притирочных паст и грязной ручной работы. Естественно, исключается внутрицеховая транспортировка деталей, возможные припуски, экономятся производственная площадь, электроэнергия, отпадает потребность в специалистах - шлифовщиках.

БУФО деформирует поверхность, сглаживает вершины микронеровностей и упрочняет поверхностный слой. За один финишный проход излучателя ультразвука при исходной поверхности Rа=6,3 мкм Вы получаете поверхность с Rа= 0,1мкм(10 класс).БУФО обрабатываются сталь (большинство известных марок), алюминий, медь и другие цветные металлы. Позволяет обрабатывать различные конструктивные формы поверхностей: цилиндрические, плоские, наружные и внутренние, торцевые, конические, шаровые поверхности металлов; различные выступы и впадины; прямоугольные и радиусные канавки. Комплект БУФО устанавливается на любые токарные, строгальные, плоскошлифовальные и др. станки, предназначенные для металлообработки. Исключает ручной труд, необходимость применения абразивных материалов. Упрощает технологический процесс и исключает применение некоторых типов станков, например шлифовальных. Уменьшает объемы внутрицеховой транспортировки деталей. Экономит производственные площади, электроэнергию, трудозатраты. Уменьшает необходимые припуски размеров в технологических операциях. БУФО открывает новые перспективы в использовании покрытий поверхностей различного назначения, в том числе и антифрикционных, так как создает идеальную поверхность для пар трения. Пары трения при этом обретают исключительную износоустойчивость. Резко - в 2-3 раза увеличиваются межремонтные сроки двигателей, станков, компрессоров, насосов и т.п. техники. Технология и оборудование БУФО не имеют аналогов в мировом машиностроении, защищены Патентами РФ, имеют сертификаты и используются на десятках заводов страны.

Безабразивная ультразвуковая финишная обработка металлов (БУФО) состоит из источника питания - ультразвукового генератора, акустической головки, соединительного шланга для подачи электрической энергии от генератора к акустической головке, шланга для подачи смазочно-охлаждающей жидкости от станка к акустической головке.

На обмотку преобразователя от источника питания по кабелю через соединительный штуцер подается напряжение повышенной частоты (22,0±0,03) кГЦ. После преобразования электрической энергии в механические колебания волновода акустической системы энергия передается к излучателю ультразвука.

Акустическая система монтируется в акустической головке. При подаче акустической головки, закрепленной в резцедержателе токарного станка, излучатель входит в контакт в поверхностью детали, подлежащей финишной обработке. Поверхность излучателя при ударе оставляет соответствующий отпечаток. При вращении детали образуется полоска, при подаче - формируется площадь.

В мировой практике станкостроения нет аналогов БУФО. Преимущества применения комплекта БУФО заключаются в следующем:

- установленный на шлифовальный станок, он не обрабатывает металл резанием, а производит наклеп, упрочняя поверхностную структуру металла. Остаточные напряжения становятся сжимающими, усталостная прочность изделия повышается;

- его установка, например, на токарный станок, позволяет произвести весь комплекс работ от грубого резания до финишной обработки за один "установ" детали;

- комплект мобилен: он может устанавливаться практически на всех универсальных станках - токарных, строгальных (в том числе и на шлифовальных) без каких-либо дополнительных устройств; акустика крепится непосредственно в резцедержателе, аналогично резцу;

- конструкция комплекта позволяет использовать его на огромном парке станочного оборудования, уже имеющемся во всех странах. В комплект БУФО заложены элементы унификации и он может обрабатывать тела вращения, плоские детали, специальные приливы, пазы и т. п. формообразования.

Существует мнение что БУФО позволяет заменить шлифовку. Это не совсем так.

Дело в том, что БУФО не режет металл. Значит, если говорить об изменении размеров детали, то при БУФО это происходит только в пределах изменения от Ra исходной до Ra конечной.

Например, если идет обработка незакаленной стали с Ra=6,3 мкм (4 кл.), то после одного прохода излучателем ультразвука мы получаем Ra= 0,1мкм (10 кл.), значит, изменение диаметра детали происходит на уровне 12,4 мкм. При обработке одной стороны плоских деталей при изменении Ra от 6,3 мкм до Ra=0,1 мкм изменение толщины детали составит 6,2мкм.

При обработке закаленных сталей после шлифовки при шероховатости Ra=0,4мкм (8 кл.) мы за один проход излучателем можем получить Ra=0,025 мкм (12 кл.)

Далее, при шлифовке идет разупрочнение поверхности структуры металла. При БУФО - наоборот, идет ее упрочнение. И, фактически, повышается усталостная прочность детали.

Таким образом, БУФО можно и нужно использовать не вместо шлифовки, а после шлифовки деталей в размер, или тогда, когда шлифовка не нужна. Или при необходимости шлифовки большого сортимента деталей по металлам, габаритам и конструктивным формам деталей. В этом случае в производственной структуре фирмы необходимо иметь гамму шлифовальных станков. Это дорого. И не всегда оправдано. В этом случае надо иметь в виду, что комплект БУФО может быть поставлен на любой из этих станков, причем на плоскошлифовальных станках без каких-либо существенных изменений станка или акустической головки.

Технология БУФО исключает использование шлифовки и, более того, выход на 12 класс шероховатости и упрочнение поверхности только в случае, если состояние станка, на котором ведется предыдущая технологическая операция детали, обеспечивает заданный ей класс точности.