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(5) 工具頭及擠壓力:工具頭與工件間的摩擦狀況不佳,擠壓工具頭磨損較快,掌握不好還容易出現(xiàn)切刮、起皮以及工藝系統(tǒng)顫振等不良現(xiàn)象[18]。靜態(tài)擠壓力p是工藝參數(shù)中對擠壓工具頭磨損影響較大的工藝參數(shù)。如果擠壓力選取不當(dāng)(如過大),將會導(dǎo)致工具頭的磨損加快,這一點在擠壓塑性較大的材料時,應(yīng)特別注意。此外還應(yīng)保證工具頭與工件表面始終以一定的預(yù)壓力保持接觸。
(6) 振動擠壓系統(tǒng):振子擠壓系統(tǒng)能產(chǎn)生穩(wěn)定、可控的超聲振動,并便于制造和調(diào)整[19];振動擠壓系統(tǒng)應(yīng)具有較好的頻率響應(yīng)特性,在主軸的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不產(chǎn)生共振,對工件表面的變化和振動干擾具有良好的線性隨動性能。
(7) 超聲振動擠壓工藝參數(shù)的正確選取[20]:經(jīng)大量試驗分析結(jié)果顯示,擠壓速度一般取35-45m/min,進(jìn)給量取0.08-0.12mm/r,對于靜態(tài)擠壓力,金屬鏡面拋光設(shè)備哪家好,擠壓碳鋼時,取P=60-200N,擠壓淬火鋼時,取p=100-300N,擠壓黃銅、鑄鐵不銹鋼等材料時,取P=60-100N,工具頭振動振幅以控制在4-10mm為宜。
超聲系統(tǒng)的設(shè)計目的是,力求以較小的能耗,將超聲能量傳輸或集聚到變形金屬處,并保證在整個擠壓過程中超聲系統(tǒng)工作穩(wěn)定。超聲系統(tǒng)設(shè)計的幾個關(guān)鍵問題是:
(1) 超聲工作頻率的選擇:超聲工作頻率一般取20kHz為宜。頻率過低,則變幅桿及換能器尺寸增大,雙橋區(qū)金屬鏡面拋光設(shè)備,成本提高,更為嚴(yán)重的是會出現(xiàn)噪音公害的問題;頻率過高,不易維持穩(wěn)定的工作狀態(tài),而且此時調(diào)節(jié)超聲系統(tǒng)各部分尺寸及相對位置亦較困難。
(2) 擠壓模位置的確定:由駐波特性可知,欲較大限度發(fā)揮超聲效果,擠壓模必須置于超聲振動的位移波腹處或應(yīng)腹處。
(3) 復(fù)合換能器的設(shè)計:為了減少超聲能量在傳導(dǎo)過程中的損耗,單個換能器直徑應(yīng)小于l/4。據(jù)此,再適當(dāng)選擇貝賽爾函數(shù)的階數(shù),便可確定轉(zhuǎn)換器的尺寸。
(4) 頻率自動跟蹤系統(tǒng):為使在超聲擠壓過程中,超聲擠壓系統(tǒng)處于較佳共振狀態(tài),供應(yīng)金屬鏡面拋光設(shè)備,避免出現(xiàn)頻率漂移現(xiàn)象,金屬鏡面拋光設(shè)備廠家,必須設(shè)置有效的頻率自動跟蹤系統(tǒng),按照從金屬變形區(qū)反饋來的信號,隨時自行調(diào)整超聲系統(tǒng)。

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