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

это было неприемлемо, и был применен групповой инст­ румент (рис. 114,6, см. вкладку) с впаянными в него штырями из калиброванной проволоки. Работа выпол­ няется в следующем порядке.

Заготовки в разогретом состоянии приклеиваются к стеклянным подкладкам, размеры которых в плане не­ сколько превышают размеры заготовок. При этом базо­ вые края каждой заготовки на 0,5—1,0 мм должны вы­ ступать за кромки подкладки, что позволяет правильно

а) , . 60

Рис. 114. Ситалловая плата,

ориентировать заготовку по упорам установочного при­

а затем крепится струбцинами к основанию специально­ го пружинного стола, установленного на столе станка (рис. 115).

Пружинный стол обеспечивает подачу обрабатывае­ мой заготовки на инструмент при давлении около 50 г , что предотвращает сколы материала, которые практи­ чески неизбежны при осуществлении рабочей подачи перемещением головки станка вследствие низкой чувст­ вительности этого механизма и высокой хрупкости ситалла. До износа инструмента установочное приспособ­ ление не переналаживают и не снимают с пружинного стола, заменяя подкладку с обработанной деталью. Только после замены или перестановки многоместного инструмента производится переналадка установочного приспособления.

В качестве абразива применен шлифпорошок карбида бора № 3, водная суспензия которого наносится кисточ-

202

ри надевают шаблон, предотвращающий их деформа­

20 раз.

2отв.Я1А*

Отв.02,6А5,

Рис. 116. Керамическая плата.

Технология изготовления групповых ультразвуковых инструментов приведена в технологической инструкции (см. приложение 2).

В целях предотвращения возможности травмирова­ ния рук оператора о штыри при установке и снятии со станка инструмента необходимо закрывать их предохра­ нительным чехлом. Чехол изготовляют из легких спла­ вов (например, силумина) и фиксируют по наружному диаметру концентратора. Хранить такие инструменты необходимо в чехле во избежание случайного поврежде­ ния штырей.

На рис. 116, а показана керамическая плата генера­ тора УВЧ, на которой имеется 56 различных по форме

204

и размерам сквозных отверстий. Наружный диаметр платы — 19 мм, толщина — 4 мм. Для обработки отвер­ стий был применен групповой инструмент (рис. 116,6, см. вкладку). Все штыри запаяны в одну стальную обойму, которая с помощью резьбовой шпильки соеди­ няется с концентратором станка мод. 4772М. Ультразву­ ковая обработка всех отверстий этой детали была вы­ полнена за 12 мин с применением карбида бора № 6.

256отв,0О,25О*0-005

12±0.005

Рис. 117. Расположение отверстий в ферритовой пластине.

Другим примером обработки отверстий групповым инструментом может служить ферритовая пластина раз­ мером 13,5X13,5 мм, толщиной 1,0 мм, в которой 256 отверстий диаметром 0,25 мм (рис. 117, а) обрабатыва­ ются на ультразвуковом станке мод. 4770 за 1 мин при точности их расположения ±0,005 мм. Для пайки инст­ румента (рис. 117,6, см. вкладку), состоящего из на­ бора штырей, применен специальный шаблон с точно выполненными отверстиями. Штыри инструмента изго­ товляются из калиброванной проволоки вольфрамо-ре- ниевого сплава ВР20. Стойкость такого инструмента со­

205

Для закрепления пластин при обработке отверстии применено устройство, показанное на рис. 1181 - За­ готовка наклеивается предварительно на специальную стальную подкладку в строго ориентированном по отно­ шению к двум отверстиям этой подкладки положении. Затем подкладка фиксируется этими отверстиями на столе 3 приспособления по двум штырям и с помощью

Рис. 118. Приспособление для обработки отверстий в ферритовых пластинах по рис. 117, а.

электромагнита 4 прижимается к плоскости стола. По­ средством шаровой опоры стола добиваются правиль­ ной ориентации заготовки по отношению к торцам шты­ рей инструмента, то есть в горизонтальной плоскости. После этого включением электромагнита 5, смонтиро­ ванного в опоре 6, фиксируют положение стола с заго­ товкой относительно торцов штырей. инструмента.

Рабочая подача заготовки на инструмент осуществ­ ляется тарированной пружиной, которая перемещает

' С т а р о е Ф. Г. Устройство для ультразвуковой прошивки групп отверстий. Авторское свидетельство № 222775. Бюллетень изо­ бретений, 1973, № 6.

206

шток 7, а с ним опору и стол с заготовкой. Шток пере­ мещается в стойке 9, установленной на основании.

После обработки отверстий на нужную глубину, что

подвижные части в нижнее положение. Для сбора абра­ зивной суспензии, которая подается в рабочую зону кис­ точкой, служит кожух 2. Включение соленоида и элект­ ромагнита 5 производится педальными включателями.

21. ВЫПОЛНЕНИЕ РЕЛЬЕФНОХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗОБРАЖЕНИИ

При изготовлении товаров народного потребления и сувениров из поделочных камней-самоцветов и стекла широкие возможности предоставляет ультразвуковая технология. Этим способом можно получать различные рельефно-художественные изображения (геммы) на яш­ ме, обсидиане, мраморе и других подобных материалах.

В общем виде ультразвуковая технология выполне­ ния гемм сводится к следующему.

Установив заготовку на столе ультразвукового стан­ ка, выверяют ее положение относительно инструмента и крепят прихватами. Вначале производят предваритель­ ную обработку геммы до полного формообразования, применяя крупнозернистые абразивы (карбид бора № 12 — № 6). Затем, не снимая заготовки, очищают ее от абразива, проверяют качество изображения и, если оно отвечает предъявляемым требованиям, производят чистовую (окончательную) обработку. При этом заме­ няют инструмент новым, а заготовку снова ориентируют по инструменту, опуская на нее шпиндель станка.

Теперь обработку ведут уже абразивом мелкой зер­ нистости (№ 5—№ 3). Подача суспензии в зону обра­ ботки производится резиновой грушей вместимостью 0,5—1,0 л. Пополнение груши суспензией производится

Так, если предварительная обработка производилась аб­ разивом № 12 с размерами зерна основной фракции 160—125 мкм (см. табл. 4), то глубина чистовой обра­ ботки составит величину не менее 0,3 мм, что примерно

207

в 2 раза больше максимального размера зерна, приме­

Это позволяет увеличить срок службы инструментов и снизить затраты на единицу продукции.

На рис. 119 (см. вкладку) изображены геммы, вы­ полненные ультразвуковым способом на поделочных камнях-самоцветах.

Портрет А. С. Пушкина (диаметром 32 мм и глуби­ ной 3 мм) на обсидиане был выполнен за 25 мин на станке мод. 4772М с применением карбида бора № 3. Аналогичных размеров портреты Н. В. Гоголя и А. В.

Эффектно выглядят рельефно-художественные изоб­ ражения, нанесенные ультразвуковым методом на плос­

дожественных изображений на стекле ультразвуковым

В заключение необходимо отметить, что, применяя ультразвуковую технологию получения гемм, можно со­ здавать и выпускать в нужном количестве художествен­ ные изделия на самые различные темы, возродив тем самым в нашей стране незаслуженно забытое искусство резьбы по камню (глиптику) на современной технологи­ ческой основе.

208

22.КЛЕЙМЕНИЕ И ГРАВИРОВАНИЕ

Всовременном радиодеталестроении, приборострое­ нии, точном машиностроении и других отраслях про­

мышленности из твердых хрупких материалов наряду с другими деталями изготовляются платы навесного и печатного монтажа, шкалы, изоляторы, каркасы и дру­

сто наносят цифровые обозначения точек монтажа, об­ легчающие сборку изделий. Стеклянные шкалы различ­ ных приборов и устройств имеют, как правило, градуи­ ровку, цифры, а нередко и надписи. На изоляторах и каркасах катушек клеймят номера выводов обмоток. Сложные тексты наносят на сувениры из цветных поде­ лочных камней, например дарственные надписи, авто­ графы и т. д.

Распространенные способы клеймения и гравирова­ ния, как правило, неприменимы для деталей, изготов­

химическое и электроискровое клеймение) обрабаты­ вают лишь электропроводные металлы и сплавы.

Известно применение алмазных инструментов для гравирования на твердых хрупких материалах. Эта опе­ рация обычно выполняется вручную высококвалифици­ рованными специалистами-граверами и отличается большой трудоемкостью. Поэтому этот метод неприме­ ним в условиях серийного и массового производства. Все сказанное делает понятным тот факт, что ультра­ звуковая технология клеймения и гравирования в по­ следние годы получает все большее распространение.

Клеймение, в отличие от гравирования, представляет собой прямое копирование профилированным инструмен­ том, на рабочем торце которого в прямом или зеркаль­ ном изображении выполняется нужная надпись, цифры или буквы.

Изготовляемые из твердой обожженной минералоке-

на ультразвуковом станке мод. 4770 взамен ручного гра-

209

(производство серийное). Стойкость таких клейм в за­

инструмента— 100 отпечатков.

210

Изображение' «Кораблик» и надпись «СЭВ» на стек­ лянной линзе диаметром 18 мм нанесены на ультразву­ ковом станке мод. УЗСН-4 с применением карбида кремния М20 за 20 сек. Инструмент сменный, соединяе­ мый со ступенчатым концентратором на резьбе. При вы­ соте гравированного на инструменте изображения 3 мм стойкость его (с переточками) составила около 400 отпе­ чатков (материал инструмента сталь У8 с термообработ­ кой до HRC 45—50).

Изображение по рис. 122 (см. вкладку) глубиной 0,2 мм выполнялось на стеклянных пластинах толщиной 2,5—3,0 мм на ультразвуковом станке мод. 4772М с при­ менением в качестве абразива карбида бора № 3. Вре­ мя клеймения — 30 сек. Инструмент изготовлялся из ла­

30 четких изображений. Инструмент припаивался к сту­ пенчатому концентратору чистым оловом.

Гравирование осуществляется непрофилированным инструментом путем перемещения заготовки или инстру­ мента (чаще — последнего) в горизонтальной плоскости. Ультразвуковое гравирование может выполняться вруч­ ную или на специальных станках с пантографной си­ стемой.

Ручное гравирование выполняется с помощью специ­ альных ультразвуковых «карандашей» и «пистолетов». При этом от рабочего требуется большой навык и вы­ сокая квалификация.

На рис. 123 показана мензурка из стекла, гравиро­ вание на которой выполнено ультразвуковым «каранда­ шом» с применением карбида кремния М28 (опыт за­ вода «Дружная горка»). Скорость письма в этом слу­ чае составила около 20 знаков в минуту, однако каче­ ство надписи неудовлетворительно.

Лучшее качество письма может быть достигнуто при гравировании на пантографе. При этом применяют ла­ тунные или картонные трафареты. Латунные трафареты выполняются из листового материала гальваническим травлением. Требуемую надпись наносят на восковой слой, которым покрывают поверхность трафарета. Затем его подвергают травлению. Выполненный таким образом трафарет может быть применен при серийном гравиро­ вании деталей.

211