6. Лабораторно-практическая работа №7

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ПРОШИВАНИЕ ОТВЕРСТИЙ В ТВЕРДОМ СПЛАВЕ

Цель работы: спроектировать технологический процесс ультразвукового прошивания отверстий в твердом сплаве

6.1. Общие сведения

6.1.1. Схема ультразвукового прошивания отверстий

Размерная обработка заготовок из твердых хрупких материалов абразивными зернами, движущимися за счет действия ультразвуко­вого инструмента, при­меняется для стекла, керамики, ситаллов, кремния, германия, т. е. для материалов, обработка которых другими методами затруднена. На рисунок 6.1 показана схема прошивания отверстий.

Рисунок 6.1

Ультразвуковой инструмент 3 соединен с концентратором 2, припа­янным к ультразвуковому преобразователю 1. Инструмент перио­дически ударяет по зернам абразивной суспензии 4, заполняющей зазор между инструментом и обрабатываемой заготовкой 5. Зерна выкалывают небольшие частицы материала обрабатываемой заготовки. Инструмент имеет продольную подачу и прижимается к заготовке с усилием р_ст- Продукты обработки выводятся из-под торца инструмента вместе с суспензией.

6.1.2. Область использования

Формообразование полостей при воздействии ультразвуковых колебаний целесообразно применять при изготовлении и ремонте пресс-форм, высадочных матриц, твердосплавных фильер и т. д. Использование ультразвуковой обработки позволяет снизить трудо­емкость в 5...20 раз по сравнению со слесарной обработкой (напри­мер, твердосплавную матрицу для вырубки ушка часов ультразву­ковым методом изготовляют за 2 ч 15 мин, а слесарным методом — за 13 ч). Улучшается качество изде­лий, не расходуется дорогой алмаз­ный порошок, вместо составных матриц можно изготовлять монолитные.

6.1.3. Применяемые технологические режимы

Ультразвуковую обработку нуж­но вести с максимальной производи­тельностью и амплитудой колебаний инструмента _m = 40 ... 60 мкм. Такой режим позволяет обеспечить высо­кое качество поверхностного слоя. При черновой обработке целесообразно применять карбид бора зер­нистостью № 10 и № 6, а при чистовых ходах — № 3 и мельче.

На практике обычно амп­литуда в концентраторах увеличивается в 2...2,5 раза (коэффициент М), а в инстру­ментах— в 2.5...3 раза.

6.1.4. Технологические требования к процессу

Заготовка должна быть жестко закреплена в станке. Под пла­стины хорошо ставить закаленные стальные подкладки. При этом исключается скалывание выходных кромок. При обработке черно­вым инструментом проходят всю толщину заготовки и углубляют­ся в материал подкладки на 1...2 мм.

Обработку штампов надо проводить за 2...3 хода: один черно­вой и один или два чистовых. Необходимо использовать активные способы подвода абразивной суспензии в рабочую зону — вакуум­ный отсос и прокачку под давлением.

6.2. Порядок проектирования технологических процессов при ультразвуковой обработке

При проектировании технологических процессов, например ультразвуковой размерной обработки, необходимо выполнить следующее:

1. Оценить целесообразность обработки материала ультразвуко­вым способом по критерию хрупкости (см. п.6.3).

2. Выбрать схему обработки: способ подачи абразивной суспен­зии, необходимость вращения заготовки или инструмента, профиль инструмента, возможность использования многоместного группового инструмента.

3. Определить количество ходов (один или несколько) в зави­симости от требований к точности обработки.

4. Выбрать режимы ультразвуковой обработки — частоту и амп­литуду колебаний.

5. Рассчитать, спроектировать и изготовить ультразвуковой ин­струмент.

6. Подобрать ультразвуковой преобразователь.

7. Подобрать источник питания.

8. Подобрать ультразвуковое оборудование — станок, навесную акустическую головку.

9. Выбрать абразивную суспензию — материал, твердость и зернистость абразива; жидкость, несущую абразив (необходимо помнить, что твердость обрабатываемой детали должна быть меньше твердости абразива).

10. Подобрать силу подачи инструмента и значение продольной подачи.

11. Рассчитать производительность процесса.