Ультразвуковые методы механической обработки различных материалов. Снятие заусенцев и шлифование мелких деталей. Размерная обработка хрупких материалов, очистка шлифовального круга. Сообщение вынужденных ультразвуковых колебаний малой амплитуды.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф.Многочисленными исследованиями установлено, что применение ультразвука при механической обработке может повышать производительность и улучшать качество поверхностного слоя.Проведенными исследованиями установлено, что при ультразвуковой обработке, по сравнению с другими методами обработки твердых сплавов, достигается более высокое качество поверхностного слоя, что приводит к существенному повышению износостойкости и усталостной прочности твердосплавных штампов, матриц, пресс-форм, фильер и др. Влияние различных методов обработки (абразивного и алмазного шлифования, электроимпульсного, электрохимического и ультразвукового) на остаточные напряжения в твердых сплавах ВК25В и ХН20 изучено в работе [3]. Эпюры остаточных напряжений, полученные после ультразвуковой обработки, напоминают эпюры остаточных напряжений после абразивной обработки: на поверхности образцов возникают остаточные напряжения сжатия (sсж =35?51 КГ/мм2), которые на глубине 0,01 мм меняют знак и переходят в растягивающие st. Сообщение вращательных движений инструменту и заготовке позволяет увеличить производительность процесса и площадь обработки в 2,5 раза, на 1-2 класса улучшить качество поверхности, устранить неравномерность износа инструмента и увеличить его размерную стойкость. Технологические возможности метода расширяются при создании эксцентриситета осей вращения инструмента и детали: представляется возможным обрабатывать кольцевые канавки различных диаметров и вести ультразвуковую обработку по кинематической схеме расточного станка.Метод ультразвуковой очистки и смазки рабочей поверхности круга в процессе шлифования предложен в Советском Союзе. Установлено, что этот способ наиболее эффективен при шлифовании вязких труднообрабатываемых материалов, а также при высоких требованиях к качеству обработанной поверхности. Исследовалась эффективность ультразвуковой очистки при круглом шлифовании кругами из электрокорунда и карбида кремния большой гаммы материалов: инструментальных и конструкционных легированных сталей, серого чугуна и жаропрочного сплава ХН77ТЮР (рис. При ультразвуковой очистке стойкость круга возрастает до 2-3 раза, а шероховатость обработанной поверхности снижается на один класс. При ультразвуковой очистке и смазке рабочей поверхности круга повышается степень диспергирования абразивных зерен, т. е. режущая способность зерен используется более полно.Ультразвук находит применение при механической обработке для сообщения вынужденных колебаний обычным режущим инструментам. Ультразвуковые колебания в настоящее время получили применение при нарезании резьб диаметром от 12 до 30 мм метчиками в нержавеющих, жаропрочных и титановых сплавах [1]. Настольные ультразвуковые станки СРС-2 и СРС-3 имеют пьезокерамический преобразователь с метчиком, закрепленным в плавающей опоре, и электромагнитную предохранительную муфту, размыкающую кинематическую цепь станка при чрезмерном увеличении сил резания. При действии ультразвука на раскатник крутящий момент уменьшается до 50%, а шероховатость поверхности резьбы снижается на 1-2 класса. Таким образом, установлена целесообразность и эффективность применения ультразвука при нарезании резьб малого и среднего диаметров в труднообрабатываемых материалах (нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы, титановые сплавы).Для ориентировочной оценки эффективности влияния ультразвуковых колебаний на процесс обработки оптического стекла предварительно были поставлены опыты по царапанию плоских образцов ориентированными и неориентированными кристаллами алмаза. Первые эксперименты проводили алмазными коронками диаметром 6?4 мм, изготовленными из алмаза А16 на металлической связке М5-6, 100%-ной концентрации. При сверлении с ультразвуком на окружной скорости заготовки v = 0,76 м/сек наблюдается достаточно четкая зависимость производительности V и s от удельной силы подачи р: при повышении р от 3,3 до 30 КГ/см2 производительность увеличивается в 10-11 раз. Было исследовано влияние глубины обработки, изучена обрабатываемость ультразвуковым алмазным сверлением большой гаммы различных хрупких неметаллических материалов, проведено изыскание способа улучшения качества обработанной поверхности, разработаны конструкции ультразвуковых вращающихся головок для установки их на обычных металлорежущих станках. Обрабатываемость хрупких неметаллических материалов при ультразвуковом алмазном сверлении зависит от ряда их физико-механических свойств, связанных с прочностью, соотношением микротвердости алмаза и материала, структурой материала.Наиболее высокие режущие свойства имеют синтетические монокристальные алмазы САМ.
План
СОДЕРЖАНИЕ
Вступление
1. Ультразвуковая размерная обработка хрупких материалов
2. Ультразвуковая очистка круга в процессе шлифования
3. Ультразвуковая интенсификация обычных процессов резания