ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ультразвуковое снятие заусенцев (А. И. МарУльтразвуковая интенсификация процессов механической и упрочняюще-чистовой обработки (А.И. Марков) из "Машиностроение энциклопедия ТомIII-3 Технология изготовления деталей машин РазделIII Технология производства машин " Ультразвуковая обработка основана на ударном воздействии торца инструмента на верщины наиболее крупных абразивных зерен. Этот метод состоит из двух основных процессов [7] а) ударного вдавливания абразивных зерен, вызывающего появление трещиноватого слоя и выкалывания небольцшх частиц хрупкого материала б) циркуляции и смены абразива в рабочей зоне (удаление образовавшихся частиц и доставка свежего абразива). Происходит хрупкое разрушение обрабатываемых материалов и одновременно вязкое разрушение инструмента, изготовленного из низкоуглеродистой стали. [c.328] При ударе торца инструмента по абразивным зернам вершины зерен вдавливаются в поверхностные слои детали и инструмента (рис.2.7.3). Внедрение частиц абразива в инструмент приводит только к пластическим де рмациям, а в поверхностном слое хрупкой обрабатьтаемой детали возникает сетка микротрещин. Под влиянием напряжений, создаваемых последующими ударами торца инструмента по абразивным зернам, происходит расширение микротрещин и образование новых создается зона предразрушения. Выкалывание частиц происходит в моменты, когда максимальные касательные напряжения в зоне вдавливания превосходят сопротивление сдвигу. Вода, несущая абразив, расширяет микротрещины, облегчает образование выколов, а также доставляет свежий абразив в зону обработки и охлаждает инструмент и деталь. [c.328] Все технологические характеристики -производительность процесса, качество поверхности, точность обработки и износ инструмента зависят от многих акустических и технологических параметров - амплитуды А и частоты колебаний /, физико-механических свойств обрабатываемого материала абразива, зернистости абразива 4, вязкости абразивной суспензии, кинематической схемы, площади инструмента, силы подачи Р и глубины обработки А. [c.328] Указанная зависимость справедлива до некоторого предельного значения Рст. р, которое определяется скоростью смены абразива и амплитудой колебаний инструмента. [c.329] Стекло, ситалл, кварц, керамика, феррит, германий, кремний, агат и др. [c.329] свинец, мягкие стали и др. [c.329] Эффективна обработка деталей многоместным (групповым) инструментом. Применение таких инструментов, позволяющих обрабатывать несколько десятков отверстий, является прогрессивным направлением в технологии ультразвуковой обработки [6, 7]. [c.329] В табл. 2.7.2 приведены различные параметры ультразвуковой обработки. При увеличении амплитуды А и частоты /, а также зернистости абразива 4 производительность процесса V возрастает до определенного предела. Существует оптимальное отношение 2/1/ а равное 0,6. .. 0,8, при котором наблюдается максимальное значение производительности (рис. 2.7.5). [c.329] Обозначения V - производительность процесса i, i, С3 - постоянные, зависящие от свойств материала детали и абразивной суспензии Pet - статическая сила, Н - средний размер абразивных зерен тип- показатели степени, зависящее от условий обработки т - время обработки у - постоянная, зависящая от площади инструмента р - постоянная концентратора [14] б - характеризует свойства материала и равна 0,1. .. 0,5. [c.331] Технологические характеристики ультразвуковой обработки различных материалов приведены в табл. 2.7.3. Относительная обрабатываемость Ку различных материалов и износ инструмента д приведены в табл. 2.7.4. Относительная обрабатываемость Ку - это отнощение производительности V обработки данного материала к производительности обработки эталонного материала Кд (например, оптического стекла К8 Ку= У/У ). Износ инструмента - это отнощение объема снятого материала к объему изнощенной части инструмента (в процентах). Шероховатость обработанной поверхности зависит от зернистости абразива (рис.2.7.8). [c.332] Точность обработки, так же как и щеро-ховатость, определяются в основном зернистостью абразива, причем достижимая точность тем выще, чем мельче абразив. Подвод суспензии под давлением (нагнетанием) или вакуумный отсос позволяют стабилизировать процесс подачи свежего абразива в зону обработки и значительно повысить производительность процесса (до 5 раз), увеличить глубину обработки и повысить точность обработки. [c.332] При ультразвуковой обработке твердых сплавов, по сравнению с другими эле ирофи-зическими методами, достигается более высокое качество поверхностного слоя образуются сжимающие остаточные напряжения. Поэтому повышаются износостойкость и сопротивление усталости твердосплавных штампов, матриц пресс-форм, фильер и других деталей, обрабатываемых ультразвуковым методом. [c.334] Различные способы повышения производительности процесса и точности ультразвуковой обработки приведены в [4, 6, 7, 15]. [c.334] Мощность серийно вьшускаемых универсальных и специализированных ультразвуковых станков изменяется в щироких пределах (0,04. .. 4 кВт), что позволяет вести обработку деталей различных размеров, например, с отверстиями диаметром 0,1. .. 100 мм. [c.335] Наибольщее применение получили стационарные ультразвуковые станки с вертикальным расположением оси акустической головки. [c.335] Причинами, ограничивающими применение УЗ размерной обработки деталей из хрупких материалов на существующих станках, являются сравнительно небольшая глубина Л (А 30 мм) и площадь обработки, большой износ инструмента. Поэтому этот метод наиболее целесообразен при изготовлении неглубоких отверстий сложной формы. Обработка глубоких отверстий (А до 500 мм) цилиндрической и конической формы наиболее эффективна вращающимися алмазными инструментами, которым сообщаются ультразвуковые колебания с амплитудой А = 10. .. 12 мкм. Здесь отпадает необходимость подачи абразивной суспензии (в рабочий зазор подается только вода), так как роль абразивных частиц играют зерна алмаза. Это позволяет резко повысить производительность процесса, увеличить точность обработки, снизить расход алмазов, в 10 раз увеличить глубину обработки без снижения производительности. [c.336] Одним из наиболее перспективных направлений интенсификации обработки деталей из хрупких неметаллических материалов является ультразвуковая обработка алмазными инструментами [6, 8-11, 16-18]. [c.336] При воздействии ультразвука, как уже указывалось, возникает динамическая сила, которая в несколько раз выше статической силы. Поэтому сила и возникновение трещины достигаются на более ранней стадии нагружения. Этим и обьясняется ультразв ко-вая интенсификация процессов механической обработки хрупких материалов. Глубина распространения трещины определяется величиной приложенной нагрузки, состоянием поверхностного слоя и свойствами обрабатываемого материала. [c.336] Вернуться к основной статье