Файл: Волосатов, В. А. Ультразвуковая обработка.pdf

контура (рис. 47,а) размер сечения рабочей части ин­ струмента di определяется из условия:

обходимо также принимать во внимание возможность возникновения поперечных колебаний ультразвукового инструмента. Эти колебания приводят к увеличенному зазору между инструментом и боковыми стенками конту­ ра детали и соответственно к увеличению (разбивке) размеров последней. Величина этого дополнительного зазора может доходить до 0,03—0,05 мм. Соответствен­ но размеры рабочего сечения инструмента необходимо корректировать на эту величину (уменьшать или увели­ чивать) .

Следует отметить, что аналитически учесть величину этой разбивки, как правило, не удается. Поэтому прак­ тикуется определение величины разбивки опытным пу­ тем при обработке двух-трех пробных деталей.

А. П. Свиридовым [29] проведены эксперименты по определению величины разбивки размеров миниатюрных

91

П р и м е ч а н и е . В числителе даны значения поправок для предварительной обработки, в знаменателе—для окончательной.

деталей из кварца при обработке их на ультразвуковых станках мощностью до 400 вт. Применялись' полые ин­

пределах 2—3-го класса точности. В результате опреде­ лены величины поправок на размеры инструментов, при­ веденные в табл. 11.

На величину поправки необходимо корректировать размеры рабочего профиля инструментов для черновой и чистовой обработки отверстия или наружного контура детали. Размеры рабочего профиля инструментов для обработки отверстий уменьшаются на величину поправ­ ки; соответственно размеры внутреннего контура полого инструмента для обработки деталей по наружному кон­ туру — увеличиваются на эту величину.

Следует учитывать, что эти поправки получены экспериментальным путем, и значение их отдельных ве­ личин может несколько отличаться от фактических вследствие некоторого несовершенства методики и тех­ ники измерений. Однако имеющийся опыт изготовления точных деталей дает право утверждать, что эти поправ­ ки вполне удовлетворяют требованиям практики.

Наиболее часто можно заметить наличие поперечных колебаний при использовании сложнопрофильных и групповых инструментов, когда не удается совместить их центр тяжести с осью колебательной системы, а так­ же при ослабленном или неравномерном сечении полых инструментов.

12.СТОЙКОСТЬ И МАТЕРИАЛ ИНСТРУМЕНТОВ

Впроцессе ультразвуковой обработки твердых хруп­ ких материалов происходит износ рабочего инструмента, что ограничивает его стойкость. Критерием стойкости ультразвукового инструмента является продольный и по­ перечный износ его рабочей части.

Относительный (продольный) износ ультразвукового инструмента обычно принято оценивать отношением дли­

ны его изношенной части Аи к глубине обработанной в детали полости Ад :

•%-•№%.

93

Важное влияние на точность обработки деталей ока­ зывает поперечный износ инструмента, являющийся следствием истирания боковых его поверхностей абра­ зивными зернами. Этот износ можно оценить конусно­ стью изношенной части инструмента:

А . - А ,

струмента не превысит величину допустимой конусности обрабатываемого контура детали.

А. И. Марков [17] приводит следующие данные по относительному износу ультразвукового инструмента при

подвержены инструменты, изготовленные из вязких мяг­ ких материалов (алюминий, медь и др.); лучше проти­ востоят износу стальные инструменты.

Экспериментальными работами установлено, что от­ носительный износ инструментов, изготовленных из ста­ ли У8, 45 и Х18Н9Т, находится в пределах 2,7—3,3% от глубины обработки. Примерно такой же износ наблю­ дался при работе инструментом, изготовленным из ма­ лоуглеродистой стали 20, 35.

94

Высокой стойкостью обладают инструменты, изготов­ ленные из твердых сплавов (типа ВК). Однако изготов­ ление таких инструментов представляет сложную техно­ логическую задачу и поэтому на практике применяется редко.

Практически целесообразно изготовлять инструмент из стали 45 и стали У8. Эти материалы хорошо обраба­ тываются резанием и имеют удовлетворительную стой­ кость при ультразвуковой обработке. Хорошие резуль­ таты по стойкости дает поверхностное азотирование и термоулучшение инструментов. Закалка стального инст­ румента заметного повышения его стойкости не дает. Кроме того, при закалке может произойти деформация профиля инструмента, что сказывается на точности об­ работки и усложняет процесс его изготовления. Поэтому на практике применяют незакаленные ультразвуковые инструменты.

Для изготовления лезвийных групповых инструмен­ тов для раскроя заготовок выгодно применять калибро­ ванную по толщине ленту из стали 65Г; эта сталь хо­ рошо противостоит износу и упрощает изготовление ин­ струмента.

Для групповых инструментов применяют калиброван­ ную проволоку — серебрянку, а также швейные иглы. Последние запаивают ушком в обойму, а острие предва­ рительно сошлифовывают до нужного размера. Для из­ готовления трубчатого группового инструмента выгодно применять калиброванные никелевые трубки.

Опыт применения для групповых инструментов про­ волоки из вольфрамо-рениевого сплава марки ВР20 по­ казал его большие преимущества. В частности, изготов­ ленные из этого материала групповые инструменты для обработки одновременно 256 отверстий диаметром 0,25 мм в ферритовых пластинах имели стойкость при­ мерно в 5—6 раз выше стойкости аналогичного инстру­ мента, изготовленного из стали У8.

Для изготовления различных сувениров из поделоч­ ных камней с рельефно-художественным изображением применяют инструменты из латуни марки Л62 или ста­ ли марки ст. 3. В зависимости от твердости ма-териала детали, глубины изображения и других факторов стой­ кость таких инструментов различна. В среднем инстру­ ментами из латуни можно получить 4—5, а из стали — 8—10 четких изображений. Стальными инструментами с

95

плоским рисунком, когда по мере износа применяют шлифование (заточку) рабочей части, можно получить до 100—120 четких изображений (см. ниже, стр. 210).

13. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Важное значение при ультразвуковой размерной об­ работке имеет выбор правильной технологии изготов­

рис. 34) ввиду их простоты, укажем на особенности из­ готовления составных ультразвуковых инструментов (рис. 48). Применение таких инструментов выгодно при серийном изготовлении деталей, когда из-за ограничен­ ной стойкости инструментов приходится изготовлять их в большом количестве. Применяя составные инструмен­ ты, можно после износа их рабочей части многократно использовать хвостовик, соединяя его с новой рабочей частью. Это дает заметную экономию металла.

Изготовление хвостовиков таких инструментов осо­ бой специфики не имеет, за исключением требований по соблюдению концентричности резьбы относительно по­ садочного места для фиксации рабочей части.

96