SU1243931A1 - Способ безабразивной полировки поверхностей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к применению ультразвуковых колебаний дл  интенсификации технологических процессов обработки поверхностей металлов методом микропластического деформировани , в частности к безабразивной полировке поверхностей в зких и пластичных металлов, сплавов и металлопокрытий .

Изобретение может быть использовано при суперфинишньгх операци х в машиностроении , и в других отра сл х народного хоз йства дл  полировани  и упрочнени  заготовок больших размеров из листового проката (малоуглеродистой стали, алюмини , меди, латуни , их сплавов, нержавеющей стали и др.), обработка которых абразивны- ми методами затруднена,

. Цель Изобретени  - повьпление качества обработки,,

Цель достигаетс  использованием определенных параметров процесса обработки, . -

Инструмент, на который накладывают ультразвуковые колебани , принимают с полируемой поверхности и перемещают заготовку и инструмент относительно друг друга,.При этом усилие прижима инструмента к полируемой поверхности берут.от 0,05.до 0,8 предела текучести обрабатываемого материала , при скорости продольного перемещени  инструмента или заготовки от 0,01 м/с до 0,8 м/с, а амплитуду колебательных смещений инструмента поддерживают в пределах от 0,2 до. 5,0 мкм в зависимости от свойства обрабатываемого материала заготовки.

Дл  уменьшени  контактного трени  на обрабатываемую поверхность можно предварительно нанести тонкий слой масла. Смазка устран ет многие нежелательные  влени  в процессе полировки , делает процесс .надежным, продлевает срок службы инструмента.

На фиг.1 показана схема устройства дл  реализации предлагаемого .спосЪба; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг,2.

, Ультразвукова  колебательна  система , состо ща  из магнитострикгщон- 1ШГО преобразовател  1 волновода 2 И поперечного волновода 3, крепитс  S УЗЛОВЫХ точках к ползуну 4 попе- рёчнострогального станка с возмож- Иестью перемещени  по вертикали в }Иправл ющи : пневмоцилиндром 5,, На

нижний торец поперечного волновода 3 установлен наконечник (вы.глажива- тель) 6 из твердого сплава. Рабоча  поверхность наконечника выполнена

в форме удобно скольз щего тела (наподобие части торцовой поверхности) и отполирована дл  высокого класса чистоты,, Благодар  такой геометрии, а также небольшой площади контакта

инструмента с заготовкой, отпадает необходимость выдерживать строгую параллельность полирующей поверхности и обрабатываемой заготовки, что значительно упрощает обработку,.

Заготовку 7 устанавливают на

столе 8,, закрепл ют рамой 9 и прижимают двум  валками 10, Рама 9 св зана со столом петл ми и фиксирует положение заготовки на столе. Валки

обеспечивают плотное прилегание заготовки к столу, что особенно важно при обработке тонких листов из немагнитных материалов. Усилие прижима регулируетс  с помощью пружин 11,

Валки -установлены в подшипниках,закреплены шарнирно и фиксируютс  в рабочем положении эксцентриками J 2, Ультразвуковой инструмент находитс  между валками и при,работе проскальзывает по обрабатьшаемой поверхности вдоль осей валков.

Рабочий инструмент колеблетс  из- гибно с ультразвуковой частотой, В зоне упругого контакта -инструмента

с заготовкой воз.ника.ют напр жени , вызван:-1ые прижимом и взаим Ным перемещением инструмента заготовок, и знакопеременные циклические сдвиговые и нормальные напр жени , обеспечиваюш е микропластическую деформацию приповерхностного сло  обрабатываемого материала, выглаживание микронеровностей и упрочнение поверхности.

Чистота поверхности, обработанной

предложенным способом, зависит от

усили  прижима инструмента к заготовке , т.,е, от скорости продольной и по- перечнвй подач и от величины акустической мощности, подводимой в зону

обработки.

При мгшых значени х усили  прижима отсутствует надежный упругий.кОн- такт между полирующей и полируемой поверхност ми. Сжимающие и сдвиговые

напр жени  недостаточны дл  создани  микропластического состо ни  приповерхностного сло  обрабатьгоаемого материала . Величина шероховатости снижаетс  незначительно по сравнению с исходной. При больших значени х усили  прижима сжимающие напр жени  знчительны , .в вклад знакопеременных циклических напр жений снижаетс  из-за уменьшени  амплитуды колебаний с ростов усили  прижима. На обработанной поверхности заметны следы скольжени  полирующей поверхности за счет продольной подачи станка.

В таблице приведены оптимальные значени  усили  прижима полирующей поверхности к полируемой..

Величина шероховатости зависит от скорости взаимнрго перемещени  полирующей и полируемой поверхностей, т.е. от скорости продольной и поперечной подачи. При малых значени х скорости продольной подачи в пределах упругого контакта возникают значительные напр жени  и наблюдаетс  перенаклеп обработанной поверхности. Уменьшение скорости обработки аналогично увеличению длительности приложени  предельной нагрузки, при которой наблюдаетс  пластическа  деформаци  материала. Обработка на малой . скорости продольной подачи ухудшает геометрию обрабатываемой поверхности и не оправдывает себ  с точки зрени  производительности. При больших значени х скорости продольной подачи станка сдвиговые напр жени , вызываемые силой трени  скольжени , преобладают над знакопеременными циклическими напр жени ми. Дол  знакопеременных циклических сжимающих и сдвиговых напр жений в процессе микропластической деформации приповерхностного сло  обрабатываемого материала снижаетс , что ухудшает |чистоту обработки.

Величину скорости поперечной подачи станка подбирают такой, чтобы за врем  продольной подачи в одном направлении (слева направо или справа налево) величина поперечной подачи не превьш1ала линейные размеры площади упругого контакта между полирующей и полируемой поверхност ми. Уменьшение скорости поперечной пода- 5 . чи улучшает чистоту обработанной поверхности , но снижает производительность процесса. Увеличение скорости поперечной подачи сверх оптимального значени  (таблица) ухудшает чисто- 0 ту обработки, так как по обе стороны следа скольжени  полирующей поверхности остаютс  слабоде форми- рованные зоны.

При посто нных оптимальных значе- 5 ки х усили  прижима и скорости взаимного перемещени  поверхностей величина шероховатости зависит от амплитуды ультразвуковых колебаний, приложенных к полирующей поверхнос- 0 ти.

В таблице приведены значени  амплитуды изгибньпс колебаний торца волновода , т.е. полирующей поверхности (графы 5,6 и 7), 5

При значени х амплитуды изгиблых колебаний свободного торца волново- ,да (полирующей поверхности), меньших I единицы (графа 5 таблицы), деформи- 0 рование поверхностного сло  обрабатываемого материала происходит в основном за счет усили  прижима и силы трени  скольжени  при .взаимном перемещении полирующей и полируемой поверхностей. Вклад знакопеременных циклических напр жений в общую деформацию незначителен. При максимальных значени х амплитуды колебаний i( графа 6 таблицы), определ е- мых пороговым значением акустической мощности, вводимой в зону обработки величины знакопеременных цик- лических напр жений превьш1ают значени , достаточные дп  создани  пластического состо ни  приповерхностного сло  обрабатываемого материала .

5

о о

1Г(

CN

о

1Л

«

о I

о

о ш

«t

о

I о

40

о ш

о

k

О

ш о

А

о

1Л (N

см

п о

А

о

I

о

00

о

«л см о

о

1Л

о

1Л

см о

А

о I

1Л

о

О го

А

О

I

in

sT

о

CN

о

со

о

см

1Л

см

о I

1Л

1Л CN

I

о

о ю

1Л

м

о

л

со

см

о ш

см

о

vD

ш

см

«i

r-j

о

1Л

см

14

м

о

in см

м

см

о

ю см

А

см о

§

о

ехз

о

U-I

о

VO

о

А

о

о

ч

о

о

о см

о см

#(

о

о

g

«ч

о о

so

о о

00

%

о

с

о- со

о со

о л

о

VO

о

А

о

о

l

о

о

А

о

ОJ

-J 6

B- в rroffepHiffrra

3

Редактор И.Сегл ник

Составитель В.Влодавский Техред И.Попович

Заказ 3752/15 Тираж 740 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

.по делам изобретений и открытий . ;. .

. М3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,д.4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Корректор Л. Пилипенко

Claims (1)

1. СПОСОБ БЕЗАБРАЗИВНОй’ПОЛИРОВКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, при котором инструмент прижимают к полируемой поверхности, задают ему продольно-поперечное перемещение и подают на него ультразвуковые колебания, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, усилие прижима к полируемой поверхности берут от 0,05 до 0,8 предела текучести обрабатываемого материала при скорости относительно продольного перемещения инструмента и заготовки от 0,01 до 0,8 м/с, а амплитуду колебательных смещений инструмента поддержива- . ют в пределах от 0,2 до 0,5 мкм в зависимости от свойств обрабатываемого материала заготовки.

   .ΠΊ.

   SU „„1243931 А1