SU1278182A1 - Способ ультразвуковой безабразивной обработки - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БЕЗАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, при котором рабочую поверхность инструмента прижимают к обрабатьгоаемой поверхности и сообщают им перемещение относительно друг друга, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  производительности и качества обработки , инструменту сообщают  згибные колебани  и располагают его под углом в направлении обработки поверхности , а угол задают в диапазоне , где d- амплитуда изгибных колебаний торца инструмента (в угловых единицах ) .

Description

1C

00 00

to

Изобретение относитс  к способам ультразвуковой безабразивной обработки , а именно к получению поверхностей с минимальной величиной шероховатости и заданньм профилем микрорельефа поверхностного сло  и может быть применено в различных отрасл х машиностроени , приборостроени  и станкостроени .

Известен способ ультразвуковой безабразивной полировки поверхностей по которому полирующа  поверхность прижимаетс  к поверхности обрабатываемого материала с удельным давлеинем на уровне предела текучести обрабатьшаемого материала. Продольное смещение (проскальзывание) полируюцей поверхности относительно обрабатываемой не производитс  П7.

Известный способ не обеспечивает получени  заданного профил  микрорельефа поверхностного сло  с малой велнчиной шероховатости ввиду отсутстви  относнтельного смещени  между обрабатьшаеной н обрабатъшаищей поверхност ми . Кроме того, он позвол ет обрабатывать ограниченные )1лощади поверхности при заданной мощности источника ультразвуковых колебаний ,

Цель изобретени . - повышение производите л ьностн труда за счет механизации процесса и повышени  качества обрабатьваемой поверхности,,

Указанна  цель достнгаетс  тем, что процесс обработки поверхностей производитс  при относительном скольжении обрабатывакцей поверхности рабочего инструмента акустической системы и обрабатываемого материала,при зтом рабочему инструменту сообщают изгибные колебани  и располаггиот его под углом Л в направлении обработки поверхности, а угол задают в диапазоне 0 f,ci., ,

где eL- амппитуда изгибных колебаний торца инструмента (в угловых единицах ).

На фиг. 1 изображена схема ультразвуковой безабразивной обработки; на фиг. 2 - схема изгибных колебаний поперечного волновода; на фиг. 3 схема ультразвуковой безабразивной обработки при угле наклона оси изгиб ных колебаний, равномр ;. на фиг. 4 формы контактной части рабочего инструмента; на фиг, 5 - микрорельеф

поверхностного сло  материала до и после ультразвуковой обработки при угле наклона рабочего инструмента

«

Рабочий инструмент 1 размещен на торце ультразвукового волновода 2, соединенного с концентратором 3 магнитострикхщонного преобразовател  4. Обрабатывсцоща  поверхность 5 рабочего инструмента 1 прижимаетс  к обрабатываемой поверхности 6 с удельным давлением Р. Поверхности скольз т друг относительно друга, причем обработка может вестись как при скольжении обрабатываемой поверхности относительно поверхности рабочего инструмента , так и при скольжении рабочего инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки (фиг. ). Под действием возмущающей силы (продольных колебаний) поперечньй волновод 2 упруго деформируетс , т.е. смещаетс  относительно вертикальной оси Х-Х, а обрабатывакхца  поверхность 5 рабочего инструмента 1 получает наклон относительно плоскости обрабатываемой детали. Характер распределени  амплитуд колебаний волновода 2 показан кривой 7. Так как возмущамца  сипа концентратора 3 носит косннусоидальный характер, то контактна  площадка рабочего инструмента I отклон етс  (колеблетс ) относительно плоскости узла колебаний ajoq и, соответственно, вертикальной оси колебаний Х-Х на величину амплитудных колебаний -oL в угловых единицах (радианах, градусах, фиг.2) При этом точка А смещаетс  в по,пожение А при ходе инструмента влево, а точка В в положение в при ходе инструмента вправо. Дл  реализа1Ц1И способа вертикальную ось изгибных колебаний рабочего инструмента располагают под углом - в направлении обработки материала (фиг. 3). В зависимости от заданного профил  микрорельефа поверхностного сло  заготовки угла и задают в диапазоне О Л.

Усилие прижима может быть приложено как к рабочему инструменту (фиг. lex), так и к обрабатываемой поверхности 6 заготовки (фиг. 1б).

Диапазон удельных давлений прижима зависит от пластичности обрабатываемого материала. Опыт,ами установлено , что минимальна  величина удел ного давлени  прижима дл  весьма пластичного материала (например, отожженна  медь, алюминий) равна 0, предела текучести (С ) обрабатьшаемого материала. При величине удельного давлени  менее 0,01 С заметно го снижени  величины шероховатости не наблюдаетс . При величине удельного давлени , превышающей предел т кучести обрабатываемого материала, наблюдаетс  усиленна  адгези  и схв тывание между обрабатываемой 6 и об рабатывающей 5 поверхност ми. В цел х исключени  срезани  микронеровностей на поверхности обраба тываемой детали, поверхность рабоче го инструмента I имеет форму, изображенную на фиг. 4. В зависимости от требуемого типа обработанной поверхности контакти-. рующа  часть рабочего инструмента мо жет иметь сферическую форму с радиусом сферы, равным R (фиг. 4а), либо сферическую форму радиуса Re плоской площадкой 8 (фиг. 4Ь). . Если заданна  поверхность детали должна иметь минимальную шероховатость со сферическим профилем микрорельефа то контактную часть рабочего инструмента вьшолн ют в виде сферы с радиусом равным К(Фиг. 4а).Поверхности зеркального типа с минимальной величиной шероховатости получают при использовании рабочего ин струмента, у которого контактна  часть имеет сферическую форму с плос кой контактной площадкой (фиг. 46). Диапазон углов наклона рабочего инструмента определен с учетом качества и требуемого профил  микрорельефа поверхностного сло . Так при угле наклона рабочего инструмента ра ном YQQ исходна  поверхность . детали, имевша  хаотичный профиль микрорельефа поверхностного сло  (фиг. 5а), после ультразвуковой обработки имеет минимальную шероховатость с характерным сферическ1о профилем следа обрабатывающей поверхности рабочего инструмента (фиг. SS), равной величине амплитуды угла изгибных колебаний и шагу подачи S рабочего инструмента. При угле наклона рабочего инструмента равном р т в направлении обработки материала исходна  поверхность детали после ультразвуковой обработки имеет минимальную шероховатость зеркального типа, без видимых следов подачи рабочего инструмента (фиг. 5&). При угле наклона рабочего инструмента обработанна  поверхность имеет также сферический профиль следа рабочего инструмента, равного величине амплитуды угла изгибных колебаний и шагу подачи рабочего инструмента. В цел х расширени  технологических возможностей предлагаемого способа контактна  поверхность 5 рабочего инструмента 1 вьтолн етс  из материала, твердость которого всегда больше твердости обрабатываемого материала , а величина шероховатости поверхности рабочего инструмента равна или меньше величины шероховатости , требуемой после ультразвуковой обработки. В процессе определени  оптимальйых углов наклона оси симметрии изгибных колебаний была проведена ультразвуковгш безабразивна  обработка различных металлов. Результаты экспериментальных работ сведены в таблицу . Обработка- по предлагаемому способу обеспечивает механизацию процесса получени  поверхностей с малой величиной шероховатости и заданным профилем микрорельефа поверхностного сло , в р де случаев исключение операций шлифовани  и хонинговани ; повышаетс  также класс,точность изготовленных деталей з.а счет исключени  перестановок заготовок с одного станка на другой.

0,00001 0,0001

100

0,008 1,6

Сферичес- 0,0158 кл  форма с 0, плоской ппоцадхой0 ,00001

(фиг. 5)

0,0001

0,0095 0,4

3,3 0,019 18,5 4,2

0,

0,0195

Сферический

профиль фиг.

за)

0.2

Зер21 ,56 2,5 кального типа (фиг. 56)

0,32 Сферический

1,25 про ,3 филь

0,08 Сферический

0,08 профиль

0,05 Зеркально 0 ,08 го типа

0,32 Сферический профиль

У/////////7 :У//////////////7/7////А

V/УА ч/

Jf f .«

Claims (1)

1. СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БЕЗАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, при котором рабочую поверхность инструмента прижимают к обрабатываемой поверхности и сообщают им перемещение относительно друг друга, отличающий-* с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, инструменту сообщают изгибные колебания и располагают его под углом β в направлении обработки поверхности, а угол задают в диапазоне 0<β<οϋ, где d- амплитуда изгибиых колебаний торца инструмента (в угловых единицах) .

   00 №

   12 78182