SU1576283A1

SU1576283A1 - Способ финишной ультразвуковой обработки

Info

Publication number: SU1576283A1
Application number: SU874377345A
Authority: SU
Inventors: Иван Никитич Воженин; Анатолий Семенович Паштала; Алексей Иванович Марков; Владимир Иванович Юшко
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе; Предприятие П/Я В-8941
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, в частности к финишной ультразвуковой обработке хрупких материалов и микроабразивной обработке хрупких материалов резанием с использованием энергии ультразвуковых колебаний, накладываемых на инструмент. Цель изобретени - улучшение качества обработки за счет снижени шероховатости поверхности и уменьшение прот женности нарушенного поверхностного сло . Ультразвуковое резание осуществл ют колебани ми, перпендикул рными к детали, крутильными и касательными. Это позвол ет единичному зерну инструмента удалить больший объем материала и формирует лучший рельеф поверхности. Прижим инструмента осуществл етс с силой, не превышающей значение составл ющей динамической силы, перпендикул рной обрабатываемой поверхности, а амплитуду колебаний берут равной 1/8...1/10 величины среднего размера зерна в инструменте. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к микроабразивной обработке хрупких материалов резанием с применением ультразвуковых колебаний, накладываемых на инструмент, и может быть использовано в машиностроении и приборостроении в процессах механической обработки хрупких материалов при финишных операци хо

Целью изобретени вл етс повышение качества обработки за счет уменьшени величины нарушенного поверхностного сло в хрупких материалах при финишных операци х получени однородного микрорельефа. Это достигаетс тем, что абразивный инструмент , имеющий сложные колебани (продольно-поперечные ), поджат статическим усилием к детали, при этом усилие поджати инструмента по величине не превышает значени составл ющей динамической силы, возникающей при ударе инструмента перпендикул рно к поверхности, а величина амплитуды

колебаний вз та равной (g - ) среднего размера абразивного зерна в инструменте .

На чертеже представлена схема устройства дл реализации способа.

Абразивный инструмент 1, св занный с преобразователем ультразвуковых колебаний 2, подвод т к обрабатываемой детали 3, поджимают до касани с деталью при помощи механизма 4 поджима. Величина усили не превыСП

N5

00

со

ает усили от составл ющей динами- еской силы инструмента 1 в направении , перпендикул рном к обрабатываемой поверхности детали 3, которое редварительно определ етс в режиме аботы преобразовател на холостом оду и устанавливаетс механизмом 4 оджима. На инструменте 1, соединенном с преобразователем 2, возбуждают льтразвуковые колебани , перпендикул рные к поверхности детали 3, касательные и крутильные в плоскости обработки поверхности Детали. Обеспеивают режим работы преобразовател 2 таким, чтобы величина амплитуды

колебаний была равна (s r rrr) от .

среднего размера режущих зерен в инструменте 1. Эта экспериментально полученна величина характеризует оптимальную зависимость прочностных и режуврж свойств абразивного инструмента от амплитуды ультразвуковых колебаний. Детали 3 сообщают относительно инструмента 1 одновременно вращательное с заданной скоростью и возвратно-поступательное перемещени с определенной подачей. .Сложна кинематика относительного движени детали 3 позвол ет инструменту 1 осуществить съем материала во всех точках детали.

В результате контактного взаимодействи инструмента. 1 с деталью 3 происходит осциллирующее врезание зерен инструмента по сложной спиралевидной траектории вглубь материала Суммарный объем области разрушени отдельными зернами инструмента , движущимис по сложной траектории , превосходит объем разрушени при движении зерна по траектории в результате только однонаправленных колебаний, что положительно отражаетс на производительности процесса. Результирующий вектор силы резани направлен вглубь материала под меньшим углом к поверхности, при этом формируетс нарушенный слой меньшей прот женности. Сложна траектори движени зерен инструмента позвол ет снимать микронеровности одновременно в двух плоскост х - в продольном и поперечном направлени х, что позвол ет получить меньшую шероховатость поверхностно Небольшие по величине амплитуды колебаний инструмента дают возможность удал ть тонкие слои материала толщиной от единиц и дес тков1 микрометров, особенно необходимые на финишных операци х. На станине 5 установлены две вертикальные стойки 6 и 7, на одной из которых 6 под углом к детали 3 на -шарнире размещен ультразвуковой преобразователь 2 с концентратором 8 и

. инструментом 1, а на другой 7 перпендикул рно преобразователю 2 - механизм 4 прижима в виде регулируемой пружиныо На станине 5 расположен механизм установки и перемещени де . тали, выполненный в виде поворотного от привода 9 стола 10 со смонтированной на нем кареткой 11 возвратно- поступательного перемещени детали 3 от привода 12. В каретке 11-уставов- лена поворотна шарова опора 13, на плоскости которой крепитс деталь 3, Концентратор 8 преобразовател 2 выполнен ступенчатым с винтовой проточкой .14 на большей по диаметру сту™

5 пени со скошенным относительно оси концентратора 8 торцом на второй ступени. Абразивный или алмазный инструмент 1 крепитс к скошенному концу концентратора 8.

Перед работой механизм 4 прижима ультразвукового преобразовател 2 настраиваетс на потребное расчетное усилие поджима с помощью регулировочного винта 15. После этого устанавливают деталь 3 на плоскость шаровой

5 опоры 13 и закрепл ют, например, клеевым соединением. Подвод т инструмент 1, предварительно закрепленный на торце концентратора 8, до касани с деталью 3 и фиксируют поджимным ме0 ханизмом 4 прижима. С помощью шаровой споры 13 добиваютс установки образца 3 и инструмента 1 в одной плоскости. Подключают ультразвуковой преобразователь 2 к генератору (не

$ показан), возбуждают на инструменте ультразвуковые колебани , включают привод 9 поворотного стола 10 и привод 12 возвратно-поступательного перемещени каретки. Осуществл етс

0 обработка детали 3 инструментом 1, колеблющимс в трех разных направлени х одновременное Деталь вращаетс относительно инструмента 1 и имеет возвратно-поступательное перемещение.

5 Пример. Обрабатывают керамические пластины ЦТС-19 алмазным инструментом АС8 на св зке Ml зернистостью 63/50, 100% концентрацииъ

0

Claims

Формула изобретения

Способ финишной ультразвуковой обработки хрупких материалов абразив· ным инструментом, прижатым к детали щ и совершающим продольные и поперечные колебания, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества обработки за счет получения однородного микрорельефа с миннмаль15 ной дефектностью поверхности, прижим инструмента осуществляют с усилием, не превышающим значение составляющей динамической силы, перпендикулярной обрабатываемой поверхности, а ампли20 туду колебаний берут равной 1/8-1/10 величины Среднего размера зерна в инструменте.