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

головки и центральное отверстие инструмента от помпы станка. Достигнута чистота поверхности плат V 8 при производительности около 750 ммй/мин.

Таким методом можно шлифовать любые твердые хрупкие материалы.

24. УЛЬТРАЗВУКОВОЕ РЕЗЬБОНАРЕЗАНИЕ МЕТЧИКАМИ

В предыдущих разделах были рассмотрены вопросы механической абразивной обработки твердых хрупких неметаллических материалов с помощью энергии ультра­ звуковых колебаний. Однако в современном машино- и приборостроении, в радиотехнике и аппаратостроении все шире применяются новейшие труднообрабатываемые металлические материалы. К их числу относятся вязкие металлы и сплавы: нержавеющие стали, жаропрочные сплавы и т. п. Обработка резанием этих материалов, как правило, представляет значительные трудности и со­ провождается повышенной трудоемкостью, большим рас­ ходом режущих инструментов и низкой чистотой обра­ батываемой поверхности.

С целью интенсификации процессов резания трудно­ обрабатываемых металлов и сплавов в последние годы в нашей стране и за рубежом все большее распростра­ нение получает обработка резанием с применением ультразвуковых колебаний. Этому в большой степени способствовали обширные исследования, проведенные нашими учеными и инженерами по изучению влияния ультразвуковых колебаний на процессы точения, сверле­ ния, зенкерования, шлифования и резьбонарезания *,

Не останавливаясь в пределах данной работы на ана­ лизе преимуществ и недостатков применения на этих операциях ультразвуковых колебаний, ниже рассмотрим опыт промышленного применения ультразвукового резь­ бонарезания.

Нарезание метчиками внутренних резьб в деталях, изготовляемых из труднообрабатываемых вязких метал­ лов и сплавов, является довольно трудоемким техноло­ гическим процессом. На практике этот процесс выпол-

218

няется обычно вручную, поочередно несколькими мет­ чиками с применением в качестве СОЖ олеиновой ки­ слоты. При этом из-за повышенной вязкости таких ма­

труда. Получившие распространение за последнее время на ряде заводов специальные метчики со срезанными в шахматном порядке зубьями несколько улучшили на­ резание резьб в таких материалах, но не решили пол­ ностью эту задачу. Как правило, при нарезании резь­ бовых отверстий с шагом основной метрической резьбы в нержавеющих сталях получить чистоту выше 4-го клас­ са даже с применением таких метчиков и специальных СОЖ практически не удается. К указанным недостат­ кам этого процесса необходимо добавить высокую тру­ доемкость нарезания резьбовых отверстий, так как комплект метчиков состоит обычно из двух, трех и более штук, а работа выполняется в основном вручную.

В целях ликвидации указанных недостатков при на­ резании резьб в труднообрабатываемых сталях и спла­ вах в последние годы в промышленности стали приме­ нять ультразвуковое резьбонарезание. Сущность этого процесса [17] состоит в том, что метчику придают осевые колебания весьма малых амплитуд ультразвуковой частоты. Благодаря этому снижается контактное трение между режущими зубьями метчика и поверхностью резь­ бы детали, улучшается стружкоудаление. Как следствие, при ультразвуковом нарезании резьбовых отверстий сни­ жается усилие резания, повышается стойкость метчи­ ков и чистота поверхности резьбы. Благодаря снижению усилия резания удается сократить число метчиков в комплекте, а зачастую и нарезать резьбу сразу послед­ ним метчиком. Этим создаются условия для машиниза­ ции резьбонарезания, благодаря чему сокращается тру­ доемкость процесса и ликвидируется ручной труд.

Для осуществления ультразвукового нарезания резьб метчиками известно [17] применение специальных резь­

лильных станков, в которых заменен шпиндель и мо­ дернизирован привод. При этом станки становятся толь­ ко резьбонарезными. Созданы в нашей промышленности

219

и специализированные ультразвуковые станки для резьбоиарезания метчиками1 .

При нарезании резьб М10—МЗО с мелким шагом в корпусных деталях из сплава ЭП-202 успешно применен ультразвуковой резьбонарезной станок мод. 40-7018. При этом достигнуто повышение стойкости метчиков в 8—10 раз при чистоте поверхности резьбы V5—V6; точность нарезаемой резьбы — 3-й класс.

звукового станка УЗР-2А53 стали производить сразу последним метчиком [17]. Ручная операция машинизи­ рована.

Применение этих станков экономически оправдано в условиях серийного и массового производства. В мелко­ серийном производстве более целесообразно применять навесные быстросъемные резьбонарезные головки, по­ зволяющие использовать для ультразвукового резьбонарезания наличный парк универсальных вертикально- и радиально-сверлильных станков без их существенной мо­ дернизации. При этом станки сохраняют свое прямое технологическое назначение, а внедрение ультразвуко­ вого резьбонарезания обходится гораздо дешевле и вы­ полняется быстрее.

В СПКТБ электрообработки создана гамма таких го­ ловок для нарезания резьб от М5 до М36. На рис. 123 показана ультразвуковая резьбонарезная головка мод. ЛЭ-405. Она состоит из корпуса 2, закрепляемого с помощью трех болтов / и переходной втулки на пиноли станка, и шпинделя, который посредством конусного хво-

1 См. С т а т и и к о в Е. Ш., С е н ч е н к о В. Т. Радиалыю-резь- бонарезной станок с ультразвуковой головкой. Авторское свидетель* ство № 218555. Бюллетень изобретений, 1968, № 17.

220

В СПКТБ электрообработки разработаны и опробо­ ваны в производственных условиях типовые метчики для ультразвукового резьбонарезания цельной и сварной конструкции. В последней используются стандартные метчики с квадратной хвостовой частью, которая свари­ вается с насадкой из стали 45. Затем насадка обраба­ тывается с базой от стержня самого метчика (нарезает­ ся резьба, подрезается фланец и т. д.).

Головка мод. ЛЭ-405 внедрена в производство при

нарезка резьбы в гайках осуществлялась за две опера­ ции (предварительная — до термообработки и калибров­ ка твердосплавным метчиком — после нее), нарезка резьбы в этих гайках с применением ультразвуковой го­ ловки стала производиться одним метчиком из стали Р18. Точность резьбы соответствует 2-му классу, а чис­

Ультразвуковое резьбонарезание применено при на­ резании резьбы М5 в патрубках из сплава ЭИ 712 (ге­ нератор мощностью 0,2 кет). Работа производится на станке мод. 2А125 с головкой мод. ЛЭ-405. Чистота по­ верхности резьбы V6; СОЖ — 7%-ный раствор эмульсола. Шпиндель станка имеет 100 об/мин. Амплитуда колебаний метчика 2Л = 5—7 мкм. Стойкость метчиков из стали Р18 составила более 100 отверстий.

Проводятся работы по внедрению ультразвукового резьбонарезания с применением головок при нарезании

росин— 20%. Метчики изготовлены из стали Р18 со сре­ занными через шаг зубьями. Точность резьбовых отвер­ стий — 3-й класс; чистота — V6.

Как показала практика, оптимальными амплитудами колебаний метчика (его заходной части) при ультразву­ ковом резьбонарезании в вязких нержавеющих сталях следует считать: для резьб М5—М8 2Л=5-.-7 мкм; для резьб М8—М12 2Л = 7н-12 мкм и для резьб М12—М16 2Л = 10н-15 мкм. Такая величина амплитуды колебаний

224