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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

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

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

• 1

с э " +1 ° о

'

\

f

 

S

.

\

*

\

t

\

(

7

V

'

У *

\

7

К7

1

f

\ 7\

1\

\

i

\

 

 

\

У

 

'

\

7

 

 

(

\

t

Л с

\

 

 

 

 

К'

л7 \

 

 

 

 

(

\

t

 

ч

 

 

 

 

 

 

\

>

\

 

 

 

 

 

 

 

(

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

i\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ !

*

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н t

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с чг—

 

 

 

 

 

 

 

/

7—

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

>. (*

 

 

 

 

 

7

 

\ >

е fx

 

 

 

 

С )

(

 

\

 

 

 

 

 

г

\ 1

 

\

 

 

/

\

1

 

\

i

1

/

 

 

к 7 *

 

гЛ ГЛ г—

\

f

ч

/

 

\

i \

1

ь

(

•\

7-\

г

'

 

1V

*

 

 

 

 

 

0 ,8 а

 

и

г

\ 1

ч / ч f

\ г 1 { Ч ,

ч /

\>•

\ и

V

dИ 7 \ ) \ г \ т \

\ /

 

 

\1 ч' t/ '\ К1

м

 

г

 

 

 

 

{

\

(

Ч i

\"

 

 

 

 

\

>

<

 

 

г

 

 

 

 

 

 

1

 

 

\

 

 

 

 

 

 

\

> У7

 

 

 

 

 

 

 

 

\

\

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

/\

\

 

 

 

 

 

 

 

 

\

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

\\t \7

 

 

 

 

 

 

 

 

/

\

 

 

 

 

 

 

 

 

\

1

 

 

 

 

 

 

 

н

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

(

1

 

 

 

 

 

 

 

 

\

7

 

 

 

 

 

 

 

 

/

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

\.

 

 

 

 

'7\

 

 

 

 

 

 

1

11

\

 

 

 

 

(,

 

\

'

 

\7

 

 

 

 

\

(1

\

<\\

 

 

 

 

\

'

ч

1

 

 

 

1

1 (

Ч

1ч

/

\ ,

(

ч /

\ t \ { 1 1

\

7~Х\ ч '

*

>>

\ 1

| f

ч f

\ 1

1

гЛ

ГЛ тЛгЛ

1

 

'

\7\

 

0 5

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

ставляет

около 15—20 деталей

(до переточки).

Ультра­

звуковая

обработка отверстий

в этой пластине

освоена

в массовом производстве.

 

 

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

/

2

J 4

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

контролируется по индикатору,

выключается

соленоид /,

и шток посредством качалки

10 и стержня

8 опускает

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

всасыванием ее из

бачка большого

объема;

суспензию

в бачке постоянно

перемешивают.

 

 

Глубина чистовой обработки геммы зависит от зер­

нистости примененного при первой

операции

абразива.

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

ненного на первой операции.

 

 

При износе инструмента для

чистовой

обработки

гемм его можно использовать на

черновых

операциях.

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.

Суворова

были

выполнены

художником-камнерезом

И. П. Андреевым

за 230 часов

[28]. Изображение

коня

по скульптуре П. Клодта диаметром 60 мм на

яшме

было получено на станке мод. 4772А за 45 мин.

 

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

ко-выпуклые линзы — сувениры

из стекла

(рис. 120,

см. вкладку).

 

 

В табл. 19 приведено время

получения

рельефно-ху­

дожественных изображений на стекле ультразвуковым

методом

(абразив — карбид бора № 3).

Таблица 19

 

 

 

 

 

Время получения

рельефно - художественных

 

 

изображений

на стекле

 

Д и а м е т р

и з о б р а ­

Глубина

Мощность

Время обработки,

обработки,

ж е н и я ,

мм

станка, кет

мин

мм

 

 

 

 

 

 

15—20

До

1

0,2

До 5

20—30

1—2

1,5

15—20

30—40

2—3

1,5

20—30

40—60

3—4

1,5

30—40

60—80

4—5

2,5

40—60

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

гие детали,

имеющие надписи, буквы, различные знаки

и риски, для получения

которых применяются операции

клеймения

(маркировки)

и гравирования. На платах ча­

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

ляемых

из твердых хрупких материалов, так как одни

из них, например

ударное ручное и механическое клей­

мение,

разрушают

такие материалы, а другие (электро­

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-

рамики марки ЦМ332 (HRC

89—95)

платы имеют дву­

значные цифры

высотой

2

мм и

глубиной

0,15 мм

(рис. 121, а, см.

вкладку),

 

клеймение которых

освоено

на ультразвуковом станке мод. 4770 взамен ручного гра-

209


вирования

алмазным

непрофилированным

инструментом.

В качестве

инструментов

применены

клейма

квадратной

формы

(2,5x2,5

мм);

крепление

их

в

концентраторе

производится стопорными винтами (рис. 121,6).

 

 

 

m

 

 

Клейма

изготовлены

из стали

У8

В)

 

с термообработкой

до HRC 46—52. На

 

 

торцах клейм холодной объемной штам­

 

 

повкой

нанесены

цифры

глубиной

 

 

 

 

около

1 мм. Клейма

фиксируются в

 

 

 

 

двух посадочных

отверстиях

концен­

 

 

 

 

тратора, расположенных

на

опреде­

 

 

 

 

ленном расстоянии друг от друга.

 

 

 

 

 

 

Клеймение в данном случае выпол­

 

 

 

 

няют, используя абразив

карбид

бора

Рис. 121.

Инстру

3. При рабочем давлении РСт = 0,1 кГ

и

амплитуде колебаний

 

инструмента

мент с двумя клей

 

 

мами.

 

около

15 мкм время нанесения

каждой

 

 

 

 

пары

цифр

составило

около

10 сек

(производство серийное). Стойкость таких клейм в за­

висимости от их термообработки приведена в табл. 20

(глубина клеймения 0,1—0,15 мм).

 

 

 

Таблица 20

Стойкость инструментов при ультразвуковом

клеймении

(количество отпечатков)

 

Материал

детали

Твердоств е р д о с ть клейм, HRC

керамика ЦМ332

кварцевое стекло

 

В состоянии поставки

8—10

30

38—40

10—12

50

40—45

15—18

50—80

45—50

18—20

100—150

50—55

22—25

200—250

На

стеклянной шкале прибора нанесены 20 рисок,

6 цифр и надпись «Ветер» на ультразвуковом

станке

мод. 4772М с применением пружинного стола.

Глубина

клеймения 0,2 мм. При амплитуде на

торце

инстру­

мента

порядка

20 мкм время клеймения

этой шкалы —

около

20 сек;

абразив — карбид бора № 3; стойкость

инструмента100 отпечатков.

210