Метод БУФО

Метод БУФО.

Эта аббревиатура не имеет никакого отношения к театральному жанру, а расшифровывается как безабразивная ультразвуковая финишная обработка поверхности металлов. Разработан метод в северо-западном центре ультразвуковых технологий, и аналогов ему в мире до сих пор не существует. Из самого названия понятно, что этот способ доводки поверхностей не требует применения абразивов – вместо них используется ультразвук. Точнее, на обрабатываемую поверхность воздействует сила удара излучателя УЗ, при помощи которой сглаживаются вершины микронеровностей.
Метод БУФО не заменяет шлифовку, изменение размеров происходит в пределах нескольких микрон. Если говорить о незакаленной стали, то после одного прохода излучателем шероховатость уменьшается с 6,3 до 0,1 мкм, то есть с четвертого класса точности сразу получается десятый. Для закаленных же сталей шероховатость снижается с 0,4 до 0,025мкм – с 8 до 12 класса точности.
Кроме того, при использовании этого метода происходит упрочнение поверхности, повышается усталостная прочность детали, чего нельзя добиться при шлифовании. На данный момент разработано 6 типоразмеров комплектов БУФО, которые могут быть установлены на любые виды станков, предназначенных для металлообработки – токарные, строгальные, фрезерные и др. Метод БУФО позволяет обрабатывать поверхности различной формы: цилиндрические – наружные и внутренние, торцевые, шаровые, разнообразные выступы, прямоугольные и радиусные канавки. Работать можно практически со всеми видами стали, с алюминием, медью, латунью, бронзой и другими цветными металлами.

Устройство установки.

Установка БУФО состоит из источника питания, преобразователя частоты электрического тока, систем управления и акустической. Преобразователь частоты (возможная мощность от 0,25 до 1,0 кВт) превращает электрический ток частотой 50-60 Гц в 22 кГц. Важнейшая часть системы – акустическая установка, которая, в свою очередь, состоит из магнитострикционного или пьезоэлектрического преобразователя и волноводных звеньев.
Волноводы используются, как правило, трех видов: ступенчатые, конические и экспоненциальные. Выполняют их из стали или титановых сплавов. Конечный элемент акустической системы – излучатель ультразвука. Его форма и материал определяют эффект обработки поверхности. Когда излучатель ультразвука прижимается к обрабатываемой поверхности, ультразвук пластически деформирует ее, сглаживает вершины микронеровностей и упрочняет поверхностный слой.

Минералы и ультразвук.

Помимо достижения высокого класса шероховатости, учеными центра разработана методика насыщения поверхностных слоев пар трения минеральными веществами, которые обладают высокой термодинамической устойчивостью. Предусмотрены два способа: использование смазки на основе серпентинитового порошка и вбивание микронных частиц непосредственно в металл при помощи ультразвука. Этот метод позволяет решить основные проблемы механических систем: изнашивания, повышения КПД, экономии смазочных материалов. Нанесение минеральных покрытий на трущиеся поверхности, например, в цилиндропоршневой группе, в коробке передач, подшипниках, задних и передних мостах, рулевых устройствах значительно снижает скорость изнашивания и механические потери. Экспериментально доказано, что при использовании комплексной технологии гео + БУФО резко снижается коэффициент трения деталей.
Экономическая выгода метода очевидна. Это снижение энергопотребления, восстановление изношенных деталей без вывода агрегатов из эксплуатации. Одна из вечных проблем – возникновение зазоров во втулках или подшипниках. Технология минеральных покрытий дает потрясающий результат – интенсивность износа почти в пятьдесят раз ниже известных аналогов. Кстати, недавно о возможности получения "вечных" подшипников заговорили в Америке. Это говорит о том, что не впустую специалисты центра в течение пятнадцати лет информировали о своих достижениях мировое научное сообщество, и это, наконец, дало результаты. Теперь на отечественные достижения стали смотреть с большим интересом, хотя заключения западных экспертов, как и патент на изобретение, существуют давно.

Эффективность метода.

В безабразивной технологии нуждаются практически все предприятия, имеющие дело с металлообработкой. Выгода, главным образом, экономическая. Прежде всего, любой станок, на котором установлен комплект БУФО, становится многооперационным. А это означает, что во многих случаях отпадает необходимость в транспортировке деталей внутри цеха, и экономятся производственные площади. Исключается ручной труд и вместе с ним трудозатраты. Пример – обработка пресс-формы диаметром около пяти сантиметров. Используя ультразвук, эта задача решается не более чем за пять секунд. Но если действовать руками, то на эту операцию отводится от 25 до 80 минут. Кроме того, при ультразвуковой обработке с нанесением геомодификаторов значительно замедляется процесс коррозии.
И, наконец, отсутствие абразивных материалов означает, что это экологически чистый метод, никаких вредных веществ! Сертификат от главного государственного санитарного врача имеется, что подтверждает безопасность при работе данного устройства.