SU445474A1 - Способ ультразвуковой обработки - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к процессам ультразвуковой обработки поверхностей деталей из различных материалов и может быть иснользовано при изготовлении матриц, пуансонов, при шлифовке и полировке деталей из стекла , керамики, полупроводниковых материалов , кварца и т. д., а также при резании металлов .

Известны способы ультразвуковой обработки , предусматривающие сообщение инструменту колебаний, вызывающих его нормальное или тангенциальное, в том числе крутильное перемещение рабочей поверхности по отношению к поверхности обработки.

Недостатком известных способов  вл етс  то, что все элементы рабочей поверхности инструмента одновременно перемещаютс  в том или ином направлении и обрабатываема  поверхность оказываетс  под действием равномерно распределенной нагрузки. Это, в свою очередь, уменьщает веро тность выкола па одну частицу при абразивной обработке и затрудн ет рост и движение дефектов при образовании стружки в процессе ультразвукового резани .

Кроме того, при абразивной обработке величина перемещени  зерен абразива не может превышать величину амплитуды колебаний инструмента, а траектори  движени  зерен имеет знакопеременный характер, что

уменьшает чистоту и точность обработанной поверхности.

Цель изобретени  - повышение производительности процесса и точности обработки.

Это достигаетс  тем, что по предлагаемому способу в инструменте создают вращающеес  ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение па его рабочей поверхности областей положительной и отрицательной упругой

деформации, перемещающихс  в одном паправлении . Период оборота этого пол  равен периоду ультразвуковых колебаний.

Сущность способа по сн етс  чертежами, где па фиг. 1 показан один из возможных вариантов возбуждени  вращающегос  пол  в инструменте, па фиг. 2 - смещение рабочей части инструмента, представленного условной разверткой образующего цилиндра.

При осуществлении способа трехфазным

ультразвуковым генератором 1 возбул дают в электроакустических преобразовател х 2 ультразвуковые колебани , причем кажда  из трех встречно расположенных пар преобразователей возбуждаетс  с симметричным

сдвигом фаз по отношенпю к другим, благодар  чему в инструменте 3, установленном нерпендикул рно плоскости расположени  трансформаторов 4 упругих колебаний возникает вращающеес  ультразвуковое поле. Такое поле характеризуетс  тем, что на торцовой поверхности инструмента одновременно возникают положительна  А и отрицательна  В области деформации, смена которых сопровождаетс  их вращением по торцу с периодом одного оборота, равным периоду колебаний .

Другим возможным вариантом возбуждени  вращающегос  пол  может  витьс  размещение инструмента в узле смещений концентратора продольных колебаний перпендикул рно оси последнего, длина инструмента принимаетс  равной или кратной длине понеречной волны и ее узел совпадает с узлом продольной волны.

Абразивные зерна, наход щиес  между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью, постепенно внедр ютс  н обрабатываемый материал и выход т из пего без ударного воздействи  инструмента на абразив. Зерна последовательно вступают в работу, и на производительность обработки меньще сказываетс  их разноразмерность. Съем припуска осуществл етс  за счет сн ти  стружки, а не образовани  выколов. Все это существенно повыщает скорость обработки и качество обработанной поверхности, снижа  величину дефектного сло .

На повышение скорости обработки положительное вли ние оказывает высока  скорость вращени  нол , достигающа , например, при

частоте 20 кгц 20000 об/сек, а также то, что локальна  сила, действующа  на зерна, оказавшиес  под выступом, значительно превышает ее среднее значение и увеличиваетс  длина рабочего движени  зерна.

Вращение пол  и увеличение нагрузки в локальных област х, перемещающихс  по режущей кромке инструмента, обеспечивают высокую эффективность способа при безабразивной обработке.

Способ может примен тьс  дл  обработки поверхностей и прошивки отверстий любой формы, а также при безабразивной обработке с возбуждением колебаний в однолезвийном и многолезвийном инструменте при резании металлов.

Предмет изобретени 

Способ ультразвуковой обработки преимущественно инструментом в виде тела вращени  с сообщением ему движени  подачи, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности обработки , в инструменте создают вращающеес  ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение на его рабочей поверхности областей положительной и отрицательной упругой деформации , перемещающихс  в одном направлении .