Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Волосатов, В. А. Ультразвуковая обработка

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
43.2 Mб
Скачать

тострикционным

преобразователем

(по

типу

приведен­

ной на рис. 22,

а).

 

 

 

 

 

Справа и слева в станине 1 расположены две

тумбы

с открывающимися дверцами. В левой

тумбе

установ­

лен бак для суспензии с помпой,

а

в

правой — щит

управления электрооборудованием.

На

базовой

плите

станины помещен стол 4. На кронштейнах

стола

распо­

ложены направляющие, в которых перемещаются карет­ ки левого и правого суппортов 6. Движение кареткам сообщается от маховиков 2 через две пары конических шестерен и пару винт—гайка.

На верхней плоскости стола имеются две воронки для сбора отработанной суспензии.

Каретки суппортов имеют также горизонтальные на­ правляющие, в которых перемещаются поперечные са­ лазки. Это перемещение осуществляется винтовой парой от маховиков 5. На поперечных салазках установлены

полые

обоймы;

в каждой обойме на опорах

качения

смонтирована

гильза. На гильзе

укреплен

рабочий

стол

7, который посредством троса

связан с

грузом.

Под действием грузов происходит рабочая подача сто­ лов с закрепленными на них заготовками на инструмен­ ты. Изменяя вес грузов добавлением или снятием гирь, добиваются необходимой интенсивности обработки. В исходном положении стол фиксируется на поперечной каретке специальной защелкой.

Рабочий стол имеет полку для установки заготовок и четыре Т-образных паза для упоров, ориентирующих заготовку относительно инструмента, и прихватов с за­ жимными болтами для крепления заготовки. Для креп­ ления заготовок круглой формы на каждом столе уста­ навливается зажимной цанговый патрон 8.

Вакустической головке 11 закреплен магнитострикционный преобразователь с двумя соосно расположен­ ными полуволновыми концентраторами. К торцам пос­ ледних на резьбе прикреплены инструменты.

Вполость корпуса акустической головки, где располо­ жен преобразователь, подается вода для его охлаждения.

Подача суспензии от помпы в рабочие зоны произво­ дится по резиновым шлангам, соединенным со спреерами 9.

Контроль глубины входа инструмента в заготовки производится по индикаторам, установленным на аку­ стической головке станка, с помощью двух упоров 10,

142

регулируемых в продольном и поперечном направлении. Упоры связаны с рабочими столами.

Станок оборудован софитом с люминесцентной лам­ пой 12, включаемой тумблером, расположенным на пульте 3.

Этот станок позволяет повысить производительность труда в 1,5 раза по сравнению со станками, где приме­ няются преобразователи одностороннего действия. Одна­ ко использовать его целесообразно при массовом про­ изводстве.

Ряд специализированных ультразвуковых станков применяется в промышленности для обработки твердых сплавов (матриц штампов и пресс-форм и т. п.).

Прецизионный станок 2УПС имеет прецизионную ультразвуковую головку, питаемую от любого ультра­ звукового генератора мощностью 1,52 кет. Конструк­ ция головки обеспечивает ручной подъем ее для смены инструмента, автоматический периодический подъем ин­ струмента для облегчения циркуляции абразива, осцил­ лирующие движения инструмента с низкой частотой, принудительную подачу инструмента с регулируемой скоростью. Периоды подъемов и их амплитуда регули­ руются в широких пределах. Головка снабжена измери­ тельным устройством, которое позволяет определить ве­

личину подачи инструмента с точностью 0,01

мм.

Работа на

станке

ведется

при

непрерывной подаче

в зону обработки абразивной суспензии.

 

Технические характеристики станка

 

Акустическая мощность,

кет-

 

 

1,5

Частота

колебаний,

кгц

 

 

 

16,5

Ход стола,

мм:

 

 

 

 

 

продольный

 

 

 

 

300

поперечный

стола, мм

 

 

150

Точность

установки

 

 

0,01

Рабочий

ход головки, мм

 

 

 

25

Точность

хода головки, мм

 

 

0,02

Максимальное расстояние от торца инстру­

 

мента до рабочей поверхности стола, мм

150

Производительность

по

твердому

сплаву,

 

ммЦмин

 

 

 

 

 

12

Диапазон регулировки усилия подачи ин­

 

струмента, кГ

 

 

 

 

0—10

Чувствительность

механизма

изменения

 

давления, Г

 

 

 

 

1.50

Габариты станка (длинаХширина), мм . . .840x1000

Вес, кГ

 

 

 

 

 

 

350

143

В связи с плохой обрабатываемостью ультразвуко­ вым методом твердых сплавов в нашей стране разрабо­

тан метод так называемой

комбинированной обработ­

ки 1 . Для осуществления этого процесса ЭНИМС

разра­

ботал ультразвуковой станок

мод. 4Б772. На этом

стан­

ке можно обрабатывать твердосплавные или стальные закаленные матрицы штампов и пресс-форм, фасонные отверстия фильер и волок из твердых сплавов и т. п. де­ тали. Обработка ведется за одну установку детали в следующей последовательности:

1. Совмещенный ультразвуковой и электрохимиче­ ский способ — черновая обработка. Выполняется при одновременном воздействии на обрабатываемый мате­

риал

ультразвукового

и электрохимического

процессов.

2.

Ультразвуковой

способ — чистовая

обработка

(чистота поверхности

V6 — V9) .

 

На станке могут обрабатываться также все твердые хрупкие материалы; при этом обработка ведется только

ультразвуковым

методом.

Станок оснащается ультра­

звуковым

генератором

и

источником

технологического

тока. Конструктивно он аналогичен станку

4772А.

 

Технические характеристики станка

Диаметр рабочей поверхности стола, мм . ,

300

Ход стола,

мм:

 

 

 

 

 

продольный

 

 

 

150

поперечный

 

 

 

150

Цена деления отсчетных устройств, мм:

 

 

лимбов

 

 

 

 

0,02

микроскопов

 

 

 

0,01

Диаметр отверстий, обрабатываемых сплош-

 

ным инструментом, мм

 

 

1—40

Наибольшая

площадь

обработки, мм2 .

. .

1200

Наибольшая

производительность

станка

по

 

стеклу,

мм3(мин

 

 

 

4000

Наибольшая

производительность

станка

по

 

твердому

сплаву,

ммЦмин;

 

 

 

при совмещенном способе обработки . .

400

при ультразвуковом способе с прокач­

 

 

кой

суспензии

 

 

 

 

50

при ультразвуковом способе с поливом

 

 

суспензии

 

 

 

 

15

Мощность

источника

технологического

то­

 

ка,

кат

 

 

 

 

 

3,0

1 М а р к о в

А. И., Л я м и н

Б. Н. Способ

ультразвуковой об­

работки. Авторское свидетельство № 109844 от 14/1 1957 г. Бюлле­ тень изобретений, 1957, № 11.

J44

Рабочее напряжение,

в

15

Наибольший рабочий

ток, а

200

Общая потребляемая мощность, кет .

9,0

Габариты станка (длинахширина), мм

I300X

Вес, кГ

 

ХЮ50

 

1800

16. СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И СТАНКИ

Кроме рассмотренного выше универсального и спе­ циализированного оборудования, пригодного для выпол­ нения всех или нескольких операций ультразвуковой технологии, в промышленности применяются специаль­ ные ультразвуковые устройства и станки, выполняющие, как правило, только одну технологическую операцию. Такое оборудование экономически целесообразно созда­ вать на базе универсальных металлорежущих станков определенного назначения. В то время как сам станок осуществляет все основные перемещения детали, допол­ няющее его ультразвуковое устройство выполняет свою

технологическую

функцию — обработку

твердых хруп­

ких

материалов.

 

 

 

Такой путь внедрения ультразвуковой технологии не­

редко является самым экономичным и

коротким, так

как

создание устройств, дополняющих

универсальные

станки, обходится всегда дешевле и осуществляется быстрее, нежели изготовление заново специального

станка.

%

специальные

Ниже рассматриваются

некоторые

ультразвуковые устройства, дополняющие

универсальное

металлорежущее оборудование и станки, созданные на его базе. Примеры применения этого оборудования при­ ведены ниже, в гл. V.

Шлифовальные устройства и станки.

Для плоского

шлифования

деталей из твердых

хрупких материалов

на практике

применяются специальные

устройства —

головки и станки, созданные на

базе

шлифовального

металл орежу щего оборудов ания.

 

 

На рис. 72 показана ультразвуковая

головка мод.

УНУГ-1-40, предназначенная для плоского шлифования

твердых хрупких

материалов

сыпучим (незакреплен­

ным) абразивом.

В корпусе 3

расположены два цилин­

дра: наружный и внутренний. В последнем смонтиро­ вана колебательная система, состоящая из магнитострикционного преобразователя и припаянного к нему

145

талей, наклеенных перед шлифованием на стальные плоскопараллельные подкладки.

Все остальные узлы станка сохранены

без измене­

ния по сравнению со станком мод. ЗГ71.

 

 

Технические характеристики станка

 

 

 

(без данных станка мод. ЗГ71)

 

 

Наибольшее расстояние от торца круга до

 

 

плоскости

стола,

мм

 

 

 

 

180

 

Наибольшее

вертикальное

перемещение

 

 

шлифовальной головки,

мм

 

 

200

 

Скорость

вращения

шлифовального

круга,

 

 

об/мин

 

 

 

 

 

 

910; 1390;

 

 

шлифовального круга, мм

 

 

2760

 

Диаметр

. . . .

120

 

Окружная

скорость

шлифовального

круга,

 

 

м\мин

 

 

 

 

 

 

 

4,5; 6,8;

 

Акустическая

мощность колебательной

сис­

13,5

 

 

 

темы,

кет

 

 

 

 

 

• 1,5

 

Рабочая

частота, кгц

 

 

 

 

20,5

 

Амплитуда на торце

концентратора,

мкм .

15—20

В СПКТБЭО создана также съемная

ультразвуко­

вая

головка

мод. ЛЭ-407

к

станкам

мод. ЗГ71 для

плоского шлифования

торцом

круга

(типа

АЧК) твер­

дых

хрупких

материалов.

Скорость

вращения круга

2700 об/мин;

 

диаметр

его— 150 мм.

 

 

 

Головка легко монтируется на станок и демонтирует­

ся с него. При использовании

этой головки

не требуется

переделки самого станка, за исключением установки на столе специального кожуха, предотвращающего раз­ брызгивание абразивной суспензии, и помпы для подачи

ее в рабочую

зону (через

полость

инструмента).

В головке

использована

колебательная система мощ­

ностью 2,5 кет, преобразователь

которой состоит из

пермендюровых пластин двухстержневого типа. Концен­ тратор— ступенчатый, полуволновой длины, с фланце­ вым креплением. В остальном конструкция головки ана­ логична головке станка мод. ЛЭ-402.

Эта головка позволяет применять ультразвуковое плоское шлифование твердых хрупких материалов на универсальных плоскошлифовальных станках без боль­ ших капитальных затрат на создание специального обо­ рудования.

Следует заметить, что применение вращающегося инструмента в таких головках требует тщательной ста-

149

дена на рис. 76 [35]. Головка закреплена на станке по­ средством хвостовика с шаровой опорой, что позволяет осуществить правильную ориентацию алмазных брусков в горизонтальной плоскости и выполнить тонкое (фи­ нишное) шлифование, не нарушая геометрии поверхно­ сти детали.

Благодаря применению такой головки с двусторон­ ней колебательной системой приведенного типа на ал-

Рис. 76. Схема установки для ультразвукового плоского шлифования крупногабаритных деталей.

мазных брусках получена амплитуда колебаний инстру­ мента, направленная вдоль горизонтальной плоскости, то есть параллельно обрабатываемой поверхности де­ тали. Это отличает данную головку от приведенной на рис. 72, где амплитуда колебаний инструмента направ­ лена перпендикулярно обрабатываемой поверхности де­ тали, то есть в вертикальном направлении. Величина амплитуды колебаний на этих брусках составила при­ мерно 15 мкм.

Использование рассмотренной головки в сочетании со станком КОС-750М позволило осуществить механи­ зированное финишное шлифование поверхностей дета­ лей из стекла, керамики и др. и повысить производи­ тельность на этой операции в 1,5—2 раза при одновре-

151