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

Качество поверхности. При рассмотрении этого во­ проса можно различать два специфичных для ультра­ звуковой размерной обработки показателя: микронеров­ ности поверхности и микроскопические изъяны.

Чистота поверхности (или высота микронеровностей) зависит, в основном, от величины абразивных зерен, свойств обрабатываемого материала, величины амплиту­ ды колебаний инструмента и др.

С увеличением амплитуды колебаний инструмента вы­

с помощью биологического микроскопа. Результаты опытов сведены в табл. 5.

Наибольшее влияние на чистоту поверхности при ультразвуковой обработке твердых хрупких материалов оказывает величина зерен абразива. Чистота поверхно­ сти выше при использовании мелких зерен абразива и небольших амплитуд; высота микронеровностей обрабо­ танных поверхностей возрастает с применением более крупного абразива и больших амплитуд колебаний ин­

Необходимо отметить, что во всех случаях чистота поверхности дна глухих отверстий и полостей на класс

30

абразива. Попадая в зазор между стенками отверстия детали и инструментом, зерна оставляют заметные сле­ ды-царапины, ухудшающие качество повепуности.

Прочностные характеристики обрабатываемого ма­ териала оказывают существенное влияние на чистоту по­ верхности. Высота микронеровностей уменьшается с уве­ личением "твёрдости обрабатътв^емого. материал аТ~15то 1ножно объяснить тем, что в твердых материалах раз­ рушающее действие абразива происходит на меньшую глубину, чем в менее твердых.

Для определения влияния твердости материала на качество поверхности обрабатывались образцы из стекла,

Таблица 5

Высота микронеровностей при обработке кварца различными абразивами при различной амплитуде

31

керамики, кремния и других материалов. Работа ве­ лась инструментом сечением 10X10 мм. Амплитуда ко­

генераторы. С их помощью электрическая энергия про­

Важнейшей характеристикой ультразвукового генера­ тора является его выходная мощность. При ультразвуко­ вой размерной обработке наиболее широко применяются генераторы мощностью от 0,2 до 4,0 кет. В отдельных случаях применяются более мощные генераторы — до

32

10 кет. Согласно ГОСТ 9865-61 «Установки ультразву­ ковые. Ряд номинальных мощностей», установлены но­ минальные мощности ультразвуковых генераторов. В этом ряду предусмотрена регулировка выходной мощ­ ности генератора вниз от номинала. Обычно предел регулировки выходной мощности генератора лежит в диапазоне 50—100% от номинала.

Другой важнейшей характеристикой ультразвукового генератора является его к. п. д. (коэффициент полезно­ го действия), зависящий от мощности, типа ламп или полупроводников и других данных. Установлено, что пол­

3.Кривая выходного напряжения должна иметь си­ нусоидальный характер.

4.Экономичность, то есть высокий к. п. д.

5.Хорошие конструктивные данные (простота кон­ струкции, удобство эксплуатации и ремонта, минималь­ ные габариты и вес).

Впрактике ультразвуковой размерной обработки в основном применяются ламповые генераторы, работаю­ щие по схемам с самовозбуждением и с независимым возбуждением. Последние имеют более широкое приме­ нение, так как позволяют просто и более точно на­ строить генератор на нужную частоту.

Генераторы, созданные по схеме с независимым воз­ буждением, состоят обычно из трех каскадов: задаю­ щего, промежуточного и выходного. Задающий каскад, получая питание от сети частотой 50 гц, формирует им­ пульсы заданной частоты, а последующие усиливают их до нужной мощности. Выходная мощность в ламповых генераторах регулируется изменением величины анод­ ного напряжения, поступающего на сетку генераторной лампы.

В табл. 6 приведены основные технические характе­ ристики некоторых ультразвуковых генераторов, приме­ няемых при ультразвуковой размерной обработке.

В настоящее время ламповые ультразвуковые ге­ нераторы все больше вытесняются лампово-транзистор- ными и полупроводниковыми генераторами, имеющими лучшие характеристики и повышенную надежность.

В процессе размерной ультразвуковой обработки про­ исходит износ рабочего инструмента и нагрев колеба­

происходит рассогласование генератора и колебательной системы, то есть частота электрических колебаний гене­ ратора перестает соответствовать частоте колебательной системы. Вследствие этого снижается амплитуда коле­ баний инструмента, а значит падает производительность процесса; в ряде случаев из-за этого снижается и точ­ ность обработки.

Поэтому в современных ультразвуковых генераторах должна предусматриваться возможность автоматической поднастройки частоты посредством акустической обрат­ ной связи (АОС) колебательной системы с генератором [12]. Наличие автоподнастройки частоты исключает не­ обходимость поднастройки ее во время работы, что, как правило, осуществить практически невозможно.

Конструкции генераторов. Лампово-транзисторный ультразвуковой генератор типа УЗГ-0,2ЛТ выходной мощностью 200 вт (рис. 16) имеет три блока: задающий блок, блоки предварительного и окончательного усиле­ ния. Частота задающего генератора плавно изменяется конденсатором переменной емкости, а ступенчато — пе­ реключателем. Регулировка выходной мощности произво­ дится изменением напряжения на экранных сетках ламп с помощью переключателя. Включение генератора про­ изводится тумблерами. При включении тумблера «На­ кал» подается напряжение для питания ламп и транзи­ сторов. Включением тумблера «Анод» высокое напря­ жение подается на экранные сетки ламп и включается подмагничивание преобразователя.

Все органы управления смонтированы на передней панели генератора. Здесь же расположены две сигналь­ ные лампочки. Одна из них (с колпачком зеленого цве­ та) показывает включение накала, а другая (с колпач­ ком красного цвета) — анодного (высокого) напряжения.

35

стр. 40) этот генератор, как показала практика, мо­ жет эффективно применяться при размерной ультразвук ковой обработке.

Охлаждение генераторной лампы и других элементов схемы производится вентилятором. Все узлы генератора

Рис. 18. Ультразвуковой генератор УЗГ5-1.6.

размещены на горизонтальном основании и текстолито­ вой панели. Органы управления, сигнализации и изме­ рительный прибор (вольтметр) смонтированы на пе­ редней панели, клеммы для присоединения нагрузки и предохранители — на задней панели. Здесь же имеется вилка включения генератора в сеть.

Лучшим из числа более мощных генераторов являет­ ся ультразвуковой генератор УЗГ5-1.6 (рис. 18). Он имеет высокую стабильность частоты и устройство длл согласования с различными магнитострикционными пре­ образователями. Задающий блок этого генератора соб­ ран по схеме с трансформаторной обратной связью. Пер­ вый, второй и третий каскады предварительного усиле­ ния выполнены на транзисторах; усилитель мощности—. на триодах.

38

Все органы управления и сигнализации смонтиро­ ваны на передней наклонной панели и правой боковой стенке. Генератор снабжен системой блокировки; он мо­ жет широко применяться для размерной ультразвуковой обработки.

Особенности наладки и эксплуатации. Перед запус­ ком в эксплуатацию нового или поступившего из ремон­ та генератора необходимо произвести его наладку. Эти работы выполняются специалистами, получившими на это специальное разрешение.

Подключение генератора производят согласно ука­ заниям инструкции по эксплуатации и наладке, которая придается к каждому генератору. При этом следует уста­ новить генератор таким образом, чтобы к нему был обес­ печен свободный доступ, и обязательно заземлить его корпус.

При наладке генератора необходимо выполнить сле­ дующие работы [12]:

1) проверить исправность систем блокировки;

2)проверить напряжение питания;

3)проверить согласованность с нагрузкой;

4)проверить надежность работы генератора.

Проверка 1. Включить генератор в сеть, как указано в руководстве. Включить цепи накала, а затем высокое напряжение. Пробуя открыть дверцы и выдвинуть из каркаса блоки, проверить срабатывание блокировки. При неплотно закрытых двепцах и сдвинутых со своего нормального положения блоках генератор должен от­ ключиться от сети. При вывернутых из своих гнезд пре­ дохранителях проверить выключение соответствующих цепей генератора. При отключении водяного или воз­ душного охлаждения питание генератора должно отклю­ читься.

Проверка 2. Подключить параллельно цепи накала вольтметр. Проверить соответствие напряжения номи­ нальному (паспортному). Регулировку напряжения про­ изводят изменением числа витков трансформатора на­ кала или регулировкой феррорезонансных стабилизато­ ров до соответствия номинальному. Таким же образом проверяют и регулируют все цепи накала. Измерения производят при выключенном высоком напряжении.

Проверка 3. Согласование выходного блока генера­ тора с нагрузкой (колебательной системой) нужно про­ изводить с целью лучшего использования полезной (вы-

39