Ультразвуковое резание

Динамическая модель. В последнее время для обработки хрупких материалов, таких, как стекло, кремний, алмаз, твердые сплавы и другие, широко применяются ультразвуковые станки. На рис. 1 приведена схема ультразвукового резания. Обработка заготовки 1 производится вибрирующим инструментом 2, под торец которого поступает суспензия абразивного порошка 3. Под ударами зерен абразива происходит скалывание мелких частиц обрабатываемого материала. Исследования процесса [4] показали, что съем материала производится лишь в случае прямого удара инструмента по абразивной частичке, лежащей на обрабатываемой поверхности. [c.128]

В практическом использовании ультразвука в настоящее время наибольшее развитие в приборостроении получили направления дефектоскопии ультразвуковое резание, пайка и мойка мелких деталей с помощью ультразвука. [c.221]

За последнее время в приборостроении все шире стала распространяться обработка ультразвуком твердых, труднообрабатываемых обычными методами материалов. Ультразвуковое резание целесообразно применять как для обработки твердых, неметаллических материалов (стекло, керамика, кварц, драгоценные камни, специальная керамика и т. д.), так и для обработки деталей из твердых металлокерамических и металлических материалов (твердые сплавы, ферриты, германий, кремний и другие полупроводниковые материалы, вольфрам, закаленные на высокую твердость стали, постоянные магниты и т. д.). [c.226]

Методы обработки, основанные на отделении материала (в частности, со срезанием стружки), значительно усовершенствовались за последние годы. Улучшились инструментальные материалы, увеличилась мощность и скорость станков, улучшилось их управление. Разработано много новых процессов, таких как ультразвуковое резание, электроискровая и электрохимическая обработка, химическое фрезерование, резание электронным и лазерным лучом. [c.9]

Увеличение эффективности и экономичности процессов, рациональное конструирование ультразвуковых установок, определение оптимальных технологических режимов требуют глубокого проникновения в их физическую картину и понимания их механизма. К сожалению, как это нередко бывает в новых быстро развивающихся областях техники, физическое обоснование не удовлетворяет требованиям практики наука отстает от техники. Было бы неверным считать, что в соответствующих направлениях публикуется мало работ количество отдельных исследований, посвященных физическим аспектам технологического применения ультразвука, достаточно велико, но подавляющее большинство относится к частным, узко практическим вопросам. И только в двух монографиях советских авторов, посвященных ультразвуковой сварке и ультразвуковому резанию имеются сводные данные, охватывающие физику этих процессов. По другим направлениям таких работ нет. Отсутствуют также работы, в которых рассматривалась бы специфика мощных ультразвуковых колебаний. Это отставание фронта физических исследований от требований ультразвуковой техники характерно для уровня научных работ во всем мире. В последние годы в Советском Союзе развернуты исследования в области физики и техники мощного ультразвука, начиная от принципов и аппаратов для его получения и кончая изучением конкретных механизмов воздействия ультразвука на вещество. Результаты этих исследований и легли в основу настоящей монографии, в которой, естественно, нашли отражение и наиболее существенные достижения зарубежной науки и техники. Весь материал монографии разбит на три книги. [c.4]

Установки ультразвукового резания............................142 [c.112]

Величина к.п.д. служит характеристикой излучателей, нагруженных на жидкость. Излучатели, работающие с весьма малой нагрузкой, например в установках ультразвукового резания или некоторых видов сварки,этой величиной характеризовать нельзя. Их эффективность может определяться ве- [c.136]

Установки ультразвукового резания [c.142]

Рис. 22. Конструкция головки для ультразвукового резания

В Акустическом институте для изучения поведения ферритовых преобразователей в режиме ультразвукового резания были изготовлены головки, состоящие из ферритовых сердечников с обмоткой и присоединенных к ним ступенчатых концентраторов [68], Для соединения сердечников с концентраторами служили фланцы, изготавливаемые (по соображениям, высказанным в предыдущем параграфе) из титановых сплавов. Одной стороной фланец приклеивался к сердечнику, с другой в него ввинчивался концентратор, как это показано на рис, 22, Фланцы применялись также для крепления головки, в этом случае на них навинчивался опорный четвертьволновой стакан. Малогабаритные головки укреплялись в узле [c.142]

Проводились и технологические испытания головок в процессе ультразвукового резания. При испытаниях прошивались отверстия диаметром от 1 до 12 мм в стекле и в ферритах. Абразивная суспензия подавалась вручную. Значения амплитуды и мощности в процессе испытаний соответствовали приведенным в табл. 10, т. е. нагрузка почти не влияла на режим работы головок. Объемная скорость резания была того же порядка,что ив серийных маломощных ультразвуковых станках. Головки испытывались на длительную работу. При непрерывной работе в течение нескольких часов без охлаждения преобразователь головки А нагревался до 70°, но это нагревание на режиме работы головки и на скорости резания не сказывалось. [c.143]

Рис. 23. Станок ультразвукового резания с ферритовым преобразователем

Магнитные керамические материалы представляют большой интерес для ультразвуковой технологии. Установки с ферритовыми преобразователями могут найти широкое применение. Такие установки отличаются простотой, дешевизной, малыми габаритами. Это обстоятельство должно привести к расширению области применения ультразвуковой техники. Однако следует иметь в виду, что простая замена преобразователей из магнитострикционных металлических материалов ферритовыми в уже имеющихся установках недопустима. При конструировании установок с ферритовыми преобразователями необходимо учитывать их специфические особенности — высокую добротность и ограниченную механическую прочность. Первое свойство требует более тщательного согласования преобразователя с концентратором, чем для преобразователей из металлов в установках, предназначенных для работы с малой нагрузкой (типа установки ультразвукового резания, сварки), необходимо применение автоподстройки частоты питающего генератора.Относительно невысокая механическая прочность требует применения ограничителей по амплитуде, более тщательного выбора режима работы преобразователя. Однако эти дополнительные требования не снижают большой практической выгоды, которую дает применение таких преобразователей. Уже сейчас ясно, что ферритовые преобразователи во многих случаях могут успешно конкурировать даже с преобразователями из пьезоэлектрической керамики. [c.147]

Сложные продольно-крутильные колебания можно использовать при ультразвуковом резании хрупких материалов (см. гл. 5), а также при механической обработке труднообрабатываемых материалов [5]. [c.289]

С помощью исследованного концентратора производилась сварка алюминия толщиной 0,1 +0,1 мм [26] на станке для ультразвукового резания модели 4770. Листочки фольги сваривались за время менее 1 сек при усилии прижатия концентратора в несколько килограммов. Кроме сварки. [c.322]

Ультразвуковое резание недалеко ушло от механического [c.115]

В заключение необходимо отметить, что применение твердосплавного инструмента при ультразвуковом резании нецелесообразно, так как интенсивные знакопеременные напряжения, возникающие в вершине резца, приводят к быстрому выкрашиванию последней. [c.347]

Исследования, проведенные при наружном точении с наложением ультразвуковых колебаний на режущий инструмент, показали, что применение ультразвукового резания дает возможность повысить стойкость инструмента в 2—4 раза, повысить класс чистоты после механической обработки до 7—8-го и улучшить качество поверхности для повышения усталостной прочности. [c.405]

Первые результаты показали, однако, что, несмотря на сложность обработки резанием при наложении ультразвуковых колебаний на режущий инструмент при обработке отверстий, процесс ультразвукового резания является управляемым. [c.405]

Рис. VI. 57. График ультразвукового резания

Такие концентраторы получили широкое применение для ультразвукового резания, сварки и ряда других технологических процессов. [c.53]

Из готовых дисков шлифованием получали рабочие образцы с1 = 30 мм, к = 7 мм) и ультразвуковым резанием — образцы для определения порогового значения мощности [й = [c.26]

Интересно отметить, что в зарубежной литературе имеются сообщения об ультразвуковом резании закаленных сталей и магнитных сплавов, несмотря на их сравнительно плохую обрабатываемость этим способом. Встречаются даже сообщения об обработке нержавеющих и жаропрочных сталей. Представляет интерес предложение обрабатывать нормально вязкие материалы при низких температурах, когда они становятся хрупкими [4]. [c.262]

Удельный расход энергии при ультразвуковом резании на современных станках равен 0,1—0,5 квт-ч1см для стекла и 5 квт- ч1см для твердых сплавов. [c.422]

Такое нагревание особенно заметно сказывается при работе ферритовых преобразователей в установках ультразвукового резания и ультразвуковой сварки без системы охлаждения (возможность работы без охлаждения является большим преимуществом ферритовых преобразователей перед преобразователями из металлов). Как показал опыт, установившаяся температура сердечника может достигать в таком режиме от 50 до 90°С. Однако и при работе излучателей в жидкости сердечник нагревается из-за термоизолирующего действия обмотки. Измерения с помощью термопар показали, что при интенсивности излучаемого в воду звука около 3 вт1см ферритовые сердечники с обычной двухслойной обмоткой проводом в хлорвиниловой изоляции нагреваются на поверхности на 10— 30°, При одностороннем излучении в жидкость преобразователь, контактирующий с ней одной своей торцовой поверхностью, естественно, нагревается еще сильнее. При этом в сердечнике могут возникать заметные температурные градиенты. Расчет показывает, что эти градиенты в ферритах ввиду их меньшей теплопроводности приблизительно в 10 раз превышают градиенты в никеле при одинаковой интенсивности излучения и с учетом разницы в эффективности (коэффициент теплопроводности для никеля составляет 58-10 втп1см °С, а для ферритов 3,5-10" вт см °С). [c.123]

Как только принцип стал ясен, конструктивное решение не заставило себя долго ждать. И вскоре (уже в 1953—1955 гг.) на промышленном рынке появились первые ультразвуковые станки, способные резать стекло, керамику, твердые сплавы, полупроводниковые материалы, драго-ценнью камни. В Советском Союзе работы по созданию ультразвуковых станков, разработке технологии и исследованию физического механизма процесса ультразвукового резания проводились во многих организациях, в том числе в Акустическом институте АН СССР, Экспериментальном научно-исследовательском институте металлорежущих станков. [c.114]

Исследования советских ученых Л. Розенберга и В. Казанцева с помощью сверхскоростной киносъемки процессов в рабочем зазоре показали, что ультразвуковое резание производится в основном вследствие прямого забивания в материал изделия зерен абразива, лежащих непосредственно на обрабатываемой поверхности, торцом инструмента. Частицы материала выкалываются. В образовавшиеся под ударами абразивных зерен трещины проникают кавитационные пузырьки, способствующие отслоению выколовшихся частиц. Бурная кавитация усиливает циркуляцию абразивной суспензии. Правда, к сожалению, она же и изнашивает инструмент. [c.114]

Целью проведенной работы было выяснение целесообразности ультразвукового резания как обычных машиноподелочных сталей, так и жаропрочных (ЭИ-654) и нержавеющих (2X13). В экспериментальной части работы принимали участие О. Плеханов, Ю. Верзаков, И. Ярославцев. [c.344]

При воздействии ультразвука в осевом направлении оптимальным условием ультразвукового резания является следующая зависимость между частотным и скоростным коэффициентами, kfy = = Л/ПуСо sin со/ кПу = Syti. Для комплексных колебаний зависимость коэффициентов скоростей вращения инструмента и частоты колебания принимает вид kf > kn. [c.410]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...