6.2 Ультразвуковое сверление листового материала
Целью проведенных исследований являлось установление функциональных возможностей ультразвуковой обработки стекла вращающимися рабочими инструментами в виде полых металлических трубок и алмазосодержащими рабочими инструментами в виде цилиндров и определение технических возможностей созданного оборудования при сверлении хрупких листовых материалов различной толщины.Результаты, полученные вращающимся инструментом, сравнивались с параметрами ультразвуковой обработки не вращающимся инструментом.
В таблице 6.1 приведены результаты сверления листов стекла различной толщины при использовании рабочего инструмента в виде полой металлической трубки и абразивной суспензии.
Таблица 6.1 - Результаты ультразвукового сверления листов стекла различной толщины рабочим инструментом в виде металлической трубки с применением абразивной суспензии
| Частота вращения, об/мин |
Производительность сверления листов стекла различной толщины, мм/мин |
Средняя производительность, мм/мин | ||
|
|
3 мм | 4 мм | 5мм |
|
| 0 | 3,2 | 3,0 | 2,8 | 3,0 |
| 300 | 4,9 | 3,3 | 3,0 | 3,7 |
| 1500 | 6,9 | 5,0 | 4,0 | 5,3 |
| 3000 | 7,5 | 6,2 | 5,4 | 6,4 |
Из анализа полученных результатов следует:
- Скорость сверления стекла вращающимся рабочим инструментом в виде полой металлической трубки с применением абразивной суспензии растет с увеличением частоты вращения рабочего инструмента;
- За счет придания вращения рабочему инструменту скорость сверления возрастает в 2...3 раза. Среднее значение скорости сверления возросло в 2,2 раза;
- С увеличением глубины сверления производительность процесса падает.
Вторая серия экспериментов была посвящена исследованию процесса сверления стеклянных листов разной толщины содержащим алмаз рабочим инструментом.
Полученные результаты представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Результаты ультразвукового сверления листов стекла различной толщины алмазосодержащим рабочим инструментом без применения абразивной суспензии
| Частота вращения, об/мин | Производительность сверления листов стекла различной толщины, мм/мин | Средняя производительность, мм/мин | Производительность сверления без УЗ, мм/мин | ||
| 3 мм | 4 мм | 5 мм | |||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 300 | 3 | 2,7 | 2,5 | 2,7 | 0,1 |
| 1500 | 9 | 8 | 7,5 | 8,2 | 0,3 |
| 3000 | 12 | 12 | 12 | 12 | 0,5 |
Из анализа полученных результатов следует:
- Скорость сверления стекла алмазосодержащим рабочим инструментом с водой без применения абразивной суспензии и без наложения УЗ колебаний растет с увеличением частоты вращения рабочего инструмента очень незначительно;
- За счет придания вращения рабочему инструменту скорость сверления возрастает от 0 до 12 мм/мин, Среднее значение скорости сверления возрастает в 6 раз при увеличении частоты вращения от 300 до 3000 об/мин;
- С увеличением глубины сверления производительность процесса падает на малых частотах вращения;
- При частоте вращения рабочего инструмента 3000 об/мин скорость сверления не изменяется при увеличении глубины сверления.
Таким образом, сравнение полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:
- Производительность ультразвукового сверления рабочим инструментом в виде полой металлической трубки с применением абразивной суспензии на малых оборотах вращения превосходит производительность ультразвукового сверления алмазосодержащим инструментом;
- Производительность ультразвукового сверления двумя анализируемыми способами сравнивается при частоте вращения, приблизительно равной 600 об/мин;
- При высокой частоте вращения рабочего инструмента разница в производительности двух рассматриваемых способов растет, и скорость сверления алмазосодержащим инструментом превышает в два раза скорость сверления инструментом в виде полой металлической трубки с применением абразивной суспензии.
Следовательно, при выполнении отверстий в хрупких листовых материалах ультразвуковое алмазное сверление является более предпочтительным при обеспечении высокой скорости вращения рабочего инструмента.
