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

наступает затухание этого процесса. Этим и объясняется появление конусности обрабатываемой поверхности, а также завалов на входе инструмента.

С увеличением времени обработки увеличивается сте­ пень разбивки отверстий. Исследования [30] при обра­ ботке миниатюрных деталей из кварца показали, что степень разбивки отверстий растет примерно пропорцио­ нально времени обработки (рис. 13). Величина предель-

Рис. 13. Степень разбивки отверстий в зави­

5 — для абразива М14 (14—10 мкм).

ного зазора между обрабатываемыми поверхностями де­ тали и инструмента пропорциональна размеру зерен абразива (среднему значению фракции) и равна при­ мерно полуторному их размеру. На эту величину необ­ ходимо занижать рабочие размеры инструмента (см. ни­ же, стр. 91).

Обобщая теоретические и экспериментальные дан­ ные, можно сделать вывод, что при ультразвуковой раз­ мерной обработке основной группы твердых хрупких ма­ териалов достижима точность размеров сквозных отвер­ стий до 0,02 мм при глубине обработки до 3 л * и пло­ щади до 40—50 ммг (абразив зернистостью М14—М28)..

28

При ультразвуковой обработке глухих полостей и от­ верстий на точности размеров и формы в большей степе­ ни сказывается износ рабочего инструмента. На обраба­ тываемых поверхностях (стенках и дне) копируются ха­ рактерные особенности износа инструмента — конусность и различные изъяны кавитационного и абразивного ха­ рактера. Причем если при обработке сквозных отвер­ стий имеется возможность в определенной степени сгладить конусность обработкой стенок отверстия неиз­

повышения точности размеров и формы обрабатывае­ мых поверхностей можно достигнуть, применяя для из­ готовления инструментов износостойкие материалы и их термическую обработку. Эти меры резко снижают из­ нос инструмента, что положительно сказывается на точ­ ности обработки.

Менее практичен при обработке твердых сплавов ме­ тод последовательного приближения размеров и формы

ма трудоемка, что зачастую приводит к необходимости отказа от ультразвуковой обработки по соображениям экономики.

Из сказанного следует, что при обработке глухих по­ лостей в твердых сплавах и некоторых других трудно­ обрабатываемых материалах ультразвуковое резание це­ лесообразно применять только на доводочных операциях. При использовании в этих случаях закаленного (HRC 45—50) инструмента, небольшого (порядка 0,24-0,5 мм) припуска и свежего, хорошо сменяемого в рабочей зоне абразива точность размеров деталей можно выдержи­ вать в пределах 0,05—0,10 мм.

Факторы, не связанные с технологическими особенно­ стями ультразвуковой обработки (точность оборудования и установки детали и инструмента и т. п.), не имеют каких-либо отличий по сравнению с другими технологи­ ческими процессами обработки материалов.

Это следует учитывать при конструировании и вы­ боре оборудования и инструмента для ультразвуковой обработки.

29

Качество поверхности. При рассмотрении этого во­ проса можно различать два специфичных для ультра­ звуковой размерной обработки показателя: микронеров­ ности поверхности и микроскопические изъяны.

Чистота поверхности (или высота микронеровностей) зависит, в основном, от величины абразивных зерен, свойств обрабатываемого материала, величины амплиту­ ды колебаний инструмента и др.

С увеличением амплитуды колебаний инструмента вы­

с помощью биологического микроскопа. Результаты опытов сведены в табл. 5.

Наибольшее влияние на чистоту поверхности при ультразвуковой обработке твердых хрупких материалов оказывает величина зерен абразива. Чистота поверхно­ сти выше при использовании мелких зерен абразива и небольших амплитуд; высота микронеровностей обрабо­ танных поверхностей возрастает с применением более крупного абразива и больших амплитуд колебаний ин­

Необходимо отметить, что во всех случаях чистота поверхности дна глухих отверстий и полостей на класс

30

абразива. Попадая в зазор между стенками отверстия детали и инструментом, зерна оставляют заметные сле­ ды-царапины, ухудшающие качество повепуности.

Прочностные характеристики обрабатываемого ма­ териала оказывают существенное влияние на чистоту по­ верхности. Высота микронеровностей уменьшается с уве­ личением "твёрдости обрабатътв^емого. материал аТ~15то 1ножно объяснить тем, что в твердых материалах раз­ рушающее действие абразива происходит на меньшую глубину, чем в менее твердых.

Для определения влияния твердости материала на качество поверхности обрабатывались образцы из стекла,

Таблица 5

Высота микронеровностей при обработке кварца различными абразивами при различной амплитуде

31