|
Ультразвуковая колебательная система является резонансной системой. В используемом диапазоне частот системы может находиться несколько резонансов, т.с. за счет изменения частоты ультразвукового генератора можно варьировать амплитудой механических колебаний электрода. Для понимания физической модели электроакустического упрочнения рассмотрим принцип работы установки для ЭН «ЭЛАН-3» (рис. 2.2), структурная схема которой представлена на рис. 2.2 а. Напыляемый образец ' (деталь, инструмент) подключен к отрицательному полюсу источника тока, электрод к положительному. Волновод (1) с зафиксированным на конце электродом прикреплен механически к акустической системе. Электрод благодаря особенностям своей конструкции совершает продольно-крутильные колебания. Работа установки начинается с подачи высокочастотного сигнала с ультразвукового генератора (5) на магнитостриктор акустической системы (4), который совершает колебания с частотой этого сигнала. Система управления (6) опрашивает датчик (3) обратной связи таким образом, чтобы на электрод, совершающий продольно-крутильные колебания, был подан разрядный импульс на определенном расстоянии от поверхности упрочняемой детали (2). В момент подачи импульса поверхность электрода нагревается примерно до 5000 °С. При этом в пространстве между электродом и поверхностью детали образуется мельчайшая «капелька» вещества электрода, находящегося в квазижидкой фазе. Под воздействием электрического поля «капелька» движется по направлению к детали и в момент отрыва от электрода взаимодействует с окружающей средой на активной площади S0. Скорость движения «капельки» v=V+v2, где Vj скорость движения электрода в направлении, перпендикулярном к поверхности упрочняемой детали; v2 собственная скорость «капельки», обусловленная действием сил электрического поля. 63 |
78 Одним из наименее изученных факторов, способствующих изменению физико-механических свойств электроакустических покрытий (ЭП), является формирование ультрамелкодисперсной и аморфной структур в поверхностных слоях. Повышенный интерес к исследованиям в этом направлении обусловлен тем, что в металлах и сплавах, как известно, уменьшение размера зерна кристаллов ниже некоторого порогового значения приводит к резкому изменению свойств металлического материала. Принцип работы установки для электроакустического напыления и физическая модель Процесс электроакустического напыления основан на использовании энергии ультразвука и электроискрового разряда. Механические продольно-крутильные ультразвуковые '•? колебания, сообщаемые электроду, образуют при контактировании с обрабатываемой поверхностью межэлектродный зазор,' равный амплитуде колебания в электроде 5-10 мкм, меняющийся во времени приближенно по синусоидному закону с частотой 19-23 кГц. Ультразвуковая колебательная система предназначена для преобразования электрических колебаний в механические с ультразвуковой частотой. Посредством ультразвуковых колебаний в процессе электроакустического напыления реализуются две основные функции: формирование необходимого зазора для обеспечения импульсного электрического заряда за счет амплитуды ультразвуковых колебаний; механическое воздействие на напыляемый инструмент комплексными продольно-крутильными колебаниями. Ультразвуковая колебательная система является резонансной системой. В используемом диапазоне частот системы может находиться несколько резонансов, т.е. за счет изменения частоты ультразвукового генератора можно варьировать амплитудой механических колебаний электрода. 79 Для понимания физической модели электроакустического упрочнения рассмотрим принцип работы установки для ЭН «ЭЛАН-3» (рис. 2.2), структурная схема которой представлена на рис. 2.2, а. Напыляемый образец (деталь, инструмент) подключен к отрицательному полюсу источника тока, электрод к положительному. Волновод (1) с зафиксированным на конце электродом прикреплен механически к акустической системе. Волновод благодаря особенностям своей конструкции совершает продольно-крутильные колебания. Работа установки начинается с подачи высокочастотного сигнала с ультразвукового генератора (5) на магнитостриктор акустической системы (4), который совершаетколебания с частотой этого сигнала. Система управления (6) опрашивает датчик (3) обратной связи таким образом, чтобы на электрод, совершающий продольно-крутильные колебания, был подан разрядный импульс на определенном расстоянии от поверхности упрочняемой детали (2). В момент подачи импульса поверхность электрода нагревается примерно до 5000 °С. При этом в пространстве между электродом и поверхностью детали образуется мельчайшая «капелька» вещества электрода, находящегося в квазижидкой фазе. Под воздействием электрического поля «капелька» движется по направлению к детали и в момент отрыва от электрода взаимодействует с окружающей средой. Скорость «капельки» обусловлена действием сил электрического поля. |