Ультразвуковая обработка
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?вышается производительность процесса в результате сокращения количества выводов сверла для очистки его канавок от стружки.
Интересные результаты получены при исследовании влияния ультразвука на остаточные напряжения. Радиальные ультразвуковые колебания приводят к значительному снижению остаточных напряжений и даже к перемене знака: при точении стали ХН35ВТЮ с амплитудой колебаний А около 3 мкм растягивающие напряжения переходят в сжимающие. Это явление особенно заметно при работе с малыми подачами. При резании титанового сплава ВТЗ-1 возбуждение радиальных колебаний приводит к увеличению сжимающих остаточных напряжений на 4080%.
Сообщение инструменту тангенциальных ультразвуковых колебаний вызывает значительное снижение остаточных напряжений без перемены их знака, причем эффект возрастает с увеличением амплитуды колебаний. Возможность получения под действием ультразвука благоприятной в отношении повышения усталостной прочности эпюры остаточных напряжений представляет резерв повышения долговечности и надежности деталей. Ультразвуковые колебания оказывают существенное влияние на процесс резания режущим инструментом хрупких неметаллических материалов. Наибольшее снижение сил резания при обработке с ультразвуком, так же как и при резании пластичных материалов, наблюдается при возбуждении колебаний в направлении главного движения (тангенциальные колебания).
При ультразвуковой обработке хрупких материалов, как и при резании металлов [1], износ инструмента по задней поверхности оказывает значительно меньшее влияние на увеличение сил резания, чем при обычном резании. При резании пластичных металлов, как установлено в работах проф. А. И. Маркова, основной механизм действия ультразвука состоит в микротермическом эффекте, приводящем к размягчению и микрооплавлению металла в точках истинного контакта инструмента и заготовки. При резании хрупких неметаллических материалов действие ультразвука состоит, главным образом, в интенсификации процесса трещинообразования и таким образом значительно облегчается процесс стружкообразования, снижаются силы резания, уменьшается коэффициент динамичности.
5 УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СВЕРЛЕНИЕ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
В машиностроении, приборостроении и радиоэлектронике все более широкое применение находят различные неметаллические материалы: оптическое, кварцевое и техническое стекло, керамика, ситаллы и др. Эти материалы обладают высокой твердостью и хрупкостью.
Механическая обработка твердых неметаллических материалов, особенно глубокое сверление отверстий малого диаметра (D=36 mm; h?50 мм), связана с большими трудностями. Кроме того, при использовании известных методов механической обработки отверстий в таких материалах часто не удается выдержать требуемые техническими условиями качество поверхности и точность обработки. Применение обычной схемы ультразвуковой размерной обработки даже при использовании активных способов подачи абразивной суспензии в рабочую зону неэффективно вследствие малой производительности, низкой точности и большого износа инструмента.
Перспективным направлением ультразвукового резания хрупких труднообрабатываемых материалов является обработка вращающимся алмазным инструментом.
За рубежом разработаны специализированные ультразвуковые станки малой мощности (0,10,2 кВт) с вращающимся алмазным инструментом. Однако все эти станки пригодны для обработки на глубину не более 2530 мм. Применение для этой цели специализированного ультразвукового станка МЭ-22 также не может решить задачу глубокого сверления отверстий малого диаметра.
Для ориентировочной оценки эффективности влияния ультразвуковых колебаний на процесс обработки оптического стекла предварительно были поставлены опыты по царапанию плоских образцов ориентированными и неориентированными кристаллами алмаза.
Сообщение алмазному индентору ультразвуковых колебаний малой амплитуды позволяет в результате создания сетки микротрещин существенно интенсифицировать процесс диспергирования хрупкого материала, причем наиболее значительно возрастает ширина канавок, особенно при царапании неориентированными кристаллами алмаза (от 3 до 5 раз).
Экспериментальные работы по ультразвуковому сверлению глубоких отверстий выполняли на установке, смонтированной на токарно-винторезном станке мод. 1К62, схема которой приведена на рис. 4. Источником ультразвуковых колебаний служили двухстержневые магнитострикционные пакеты с рабочей частотой f от 24 до 43,5 кГц. К пакетам припаяны полуволновые экспоненциальные концентраторы, к которым на резьбе крепится резонансной длины трубка с алмазной коронкой. Вода, подаваемая под давлением, охлаждает магнитострикционный пакет и, проходя через отверстие алмазной коронки, охлаждает зону резания и вымывает стружку. Ультразвуковая головка с помощью конуса закреплена в пиноли задней бабки токарного станка. Различные осевые силы Р в процессе обработки устанавливали с помощью динамометрической скобы 5. Магнитострикционный преобразователь возбуждается от ультразвукового генератора УЗМ-1,5 со специально переоборудованным задающим каскадом. Первые эксперименты проводили алмазными коронками диаметром 64 мм, изготовленными из алмаза А16 на металлической связке М5-6, 100%-ной концентрации.
Глубина обработки в опытах с ультразвуком h=50460 мм. При работе без колебаний обработку вели на глубине не более 20 мм.
&nbs