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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

№ 3 достигнута производительность около 5 мм/мин; глубина реза120 мм [17].

Заслуживает внимания устройство для многолезвий­ ного разрезания кристаллов, предложенное В. М. Щичилиным и др . 1 . Это устройство основано на использо­ вании двусторонней колебательной системы с С-образ- ными волноводами (см. рис. 22,в).

Рис. 81. Изготовление пьезодатчиков из брус­ ка кварца разрезанием и шлифованием.

Получает распространение разрезание кристаллов на механических специальных станках с помощью ди­ сков, шаржированных алмазом. Однако этот метод

вследствие значительной толщины дисков

(около 1,2 мм)

не всегда

экономичен. Производительность алмазной

разрезки

зачастую значительно уступает

ультразвуко­

вой разрезке групповым инструментом. Так, например, разрезка бруска кварца сечением 16X16 мм на пласти­ ны толщиной 0,4 мм групповым инструментом, состоя­ щим из 20 лезвий, была выполнена на станке мод. 4770 за 4 мин, то есть на получение одной пластины было затрачено 12 сек. Алмазная отрезка одной такой пла­ стины заняла 1 мин.

Брусок из кварца сечением 16x16 мм разрезан на пластины толщиной 1,5 мм ультразвуковым способом за

1 Авторское свидетельство № 226993 от 1/VII 1965 г. «Устрой­ ство для ультразвуковой обработки».

163

5 мин. Операция выполнялась на ультразвуковом стан­ ке мод. 4772М групповым инструментом с применением

карбида кремния № 4. Аналогичным способом

можно

производить разрезание на плоские заготовки

кристал­

лов германия и кремния, кварца и турмалина

и т. п.

материалов. Бруски германия высотой 7 мм и шириной 20 мм разрезали на пластины толщиной 0,08 мм одно­ местным инструментом за 5 мин. Заготовки из феррита сечением 15x20 мм разрезали на пластины однолезвий-

2

Рис. 82. Разрезание ферритового кольца.

ным инструментом толщиной 0,8 мм. При этом на один рез затрачивали около 6 мин.

Эффективно применяется ультразвуковое разрезание кварца на пластины-заготовки для кварцевых резонато­ ров и фильтров. До внедрения этого метода кристаллы разрезали алмазными кругами толщиной 1,0—1,2 мм. Внедрение ультразвукового разрезания этих кристаллов

позволило получить в 2 раза больше пластин из

одного

и того же куска кварца. Толщина лезвия при

ультра­

звуковом разрезании таких кристаллов может состав­

лять 0,5—0,6 мм;

время одного реза — около

10 мин.

Абразив — карбид

бора № 5

и № 6. Для этой

операции

применен станок мощностью 0,4 кет.

 

Известно [27] применение

ультразвукового

разреза­

ния алмазов тонким вращающимся стальным диском на специальном станке. Диск вращается со скоростью око­

ло 1000 об/мин.

Алмазы весом до 2 карат 1

разрезаются

на

установке

мощностью

0,4 кет диском

толщиной

0,06

мм за 48

мин. Суспензия: алмазный порошок А4

в масле при концентрации

15—20%.

 

1

1 карат равен 0,2 г.

 

 

164


Разрезание

ферритового кольца-заготовки толщиной

3 мм

на два

полукольца (рис. 82) производилось на

станке

4772М

за 1,5—2 мин. Абразив — водная суспен­

зия карбида бора № 3. Приклеивание заготовки к стек­

лянной

подкладке производилось шеллаком.

Амплиту­

да на

торце ножевого инструмента составила

30 мкм.

Правильная ориентация заготовки с подкладкой по от­

ношению

к инструменту

производилась

по

шаблону.

Стойкость

инструмента

из стали

45 составила около

20 резов (без переточки).

 

 

 

 

19. ОБРАБОТКА ПО НАРУЖНОМУ КОНТУРУ

 

 

Формообразование различных

деталей

и

заготовок

по наружному контуру производится, как правило, выре­

занием

их

из

 

плоских

заготовок —

 

 

пластин.

Эта

операция

выполняет­

 

 

ся за один или несколько перехо­

 

 

дов, в зависимости

от

сложности

 

 

формы

и

размеров

вырезаемого

 

 

контура.

 

За

одну

операцию

полу­

 

 

чают детали и заготовки, имеющие

 

 

сравнительно

 

простую

форму

 

 

(рис. 83); в этом случае форма и

 

 

размеры

рабочей

части

пустотело­

Рис. 83. Формы

дета­

го

инструмента

соответствуют

фор­

лей, полученных

ульт­

ме

и размерам

вырезаемого

конту­

развуковым методом

ра

детали.

 

 

 

 

 

 

за одну операцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

Более сложные по форме дета­ ли и заготовки получают за несколько операций, обра­

батывая контур по элементам. Такая технология позво­ ляет получать довольно сложные по форме детали счет­ но-решающих систем, приборов, аппаратов и других из­ делий. За несколько операций (обычно за две) произ­ водят вырезание различных прямоугольных и квадрат­ ных элементов из пьезокварца, турмалина, керамики и других подобных материалов.

Однооперационная обработка. Вырезание за одну операцию широко применяется при изготовлении пьезокварцевых пластин-датчиков для дефектоскопии, пьезо-

метрии и других целей. Датчик из кварца

диаметром от

6 до

10 мм при толщине до

3—5

мм вырезают

пустоте­

лым

инструментом (с

толщиной

стенок

0,4—0,5 мм)

из

плоских заготовок

на

ультразвуковом

станке

165


новом станке мод. 4772М полым стальным инструментом (см. выше, рис. 42), рабочая часть (полость) которого изготовлена вырезкой на электроискровом фотокопиро­ вальном станке мод. ЛЭ-501 по увеличенному чертежушаблону. Толщина стенок рабочей части этого инстру­ мента — 1 мм. Толщина заготовки равна 4 мм; габарит­ ные размеры деталей—-31X25 мм. Работа производи­

лась при

амплитуде

колебаний

торца

инструмента

2А = 30 мкм с абразивом карбидом

бора № 5. Время вы­

резания

одной детали

составляло

5—7 мин.

Стойкость

инструмента до заточки — 3 детали. Заготовка

приклеи­

валась шеллаком к стеклянной подкладке.

 

 

В ювелирной промышленности

часто

практикуется

вырезание различных по форме вставок из камней-са­ моцветов на ультразвуковых станках с применением по­ лых тонкостенных инструментов за одну операцию. За­

готовками

являются

пластины

толщиной

1—3 мм.

На рис.

86 (см.

вкладку)

показаны

вставки, выре­

занные ультразвуковым методом из плоских заготовок яшмы, обсидиана, лабрадорита и других поделочных камней. Из таких вставок различной формы и размеров создаются разнообразные изделия художественных про­ мыслов, товары народного потребления и даже целые мозаичные картины.

В целях экономии дорогостоящего сырья при выре­ зании из одной заготовки нескольких деталей круглой формы необходимо располагать вырезки в шахматном порядке. Нередко для этого применяют шаблоны, по от­ верстиям которых ориентируют заготовку по отношению к инструменту, и поочередно вырезают детали. Пере­ мычки между вырезками в этом случае должны быть порядка одной-двух толщин материала заготовки.

Вырезание аналогичных по форме деталей диамет­ ром до 6—8 мм рационально производить групповым

методом,

применяя

один

инструмент

для

 

получения

сразу нескольких

деталей,

как

показано

на

рис. 87.

Здесь из круглой заготовки диаметром 26 мм

(получен­

ной прессованием

и

обжигом)

одним

инструментом,

имеющим

на

рабочем

торце

отверстия,

вырезаются

одновременно

7 заготовок

диаметром 6 мм

и

толщиной

2 мм. Материал — специальная

керамика,

время обра­

ботки— 2,5 мин. Абразив — водная

суспензия

карбида

бора № 5. Операция выполняется

на

ультразвуковом

станке мод. 4770.

Получение таких

деталей

до внедре-

168


д л я выполнения таких операций применяют также инструменты, режущая часть которых набрана из тонко­ стенных трубок в виде сот. Трубки запаяны в одной оправке, которая на резьбе крепится к концентратору (см. рис. 43,г). Известно [36] применение такого инстру­ мента для вырезания одновременно до 500 элементов полупроводниковых диодов и триодов из пластин-загото­ вок толщиной 1 мм за одну-две минуты. При такой тех­ нологии достигнута значительная экономия полупровод* никовых материалов.

I — ^

Рис. 89. Специальная линза (а) из оптиче­

ского стекла и схема вырезки ее ультра­ звуковым методом (б).

Успешно применяется ультразвуковая обработка для

вырезания

различных фасонных

деталей из

стекла,

кварца и

других материалов. На

рис. 89, а

показана

линза для оптической промышленности, изготовляемая вырезанием из плоско-вогнутой заготовки-линзы диа­ метром 20 мм (рис. 89, б). Здесь перемычка между дву­ мя соседними вырезаемыми участками и средней частью

заготовки является

деталью

(вырезаемые

участки

на

рисунке заштрихованы). За

одну операцию

в

течение

1,5 мин в данном случае вырезается

12 деталей

при

точности размеров 0,01 мм и чистоте поверхности V7;

абразив — карбид бора № 3.

 

 

 

 

 

Для крепления

заготовки

на столе

станка, а

также

для предотвращения сколов при выходе инструмента за­ готовка наклеивается на плоскопараллельную стеклян­ ную подкладку. После обработки детали (и отходы) от­ клеиваются от подкладки и промываются кипячением в содовой воде.

До внедрения ультразвуковой обработки эти детали вырезались с помощью алмазных дисков. Работа произ­ водилась высококвалифицированным рабочим; на выре-

171