Способ ультразвуковой обработки

пп 445474

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.04.71 (21) 1654459 25-8 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.10.74. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 22.01.76 (51) М. Кл. В 06b 1.00

В 23р 1 00

Государственный комитет

Совета. Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.9.048.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Г. Коновалов и В. С. Галков (71) Заявитель

Минский радиотехнический институт (54) СПОСОБ УЛЪТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к процессам ультразвуковой обработки поверхностей деталей из различных материалов и может быть использовано при изготовлении матриц, пуансонов, при шлифовке и полировке деталей из стекла, керамики, полупроводниковых материалов, кварца и т. д., а также при резании металлов.

Известны способы ультразвуковой обработки, предусматривающие сообщение инструменту колебаний, вызывающих его нормальное или тангенциальное, в том числе крутильное перемещение рабочей поверхности по отношению к поверхности обработки.

Недостатком известных способов является то, что все элементы рабочей поверхности инструмента одновременно перемещаются в том или ином направлении и обрабатываемая поверхность оказывается под действием равномерно распределенной нагрузки. Это, в свою очередь, уменьшает вероятность выкола на одну частицу при абразивной обработке и затрудняет рост и движение дефектов при образовании стружки в процессе ультразвукового резания.

Кроме того, при абразивной обработке величина перемещения зерен абразива не может превышать величину амплитуды колебаний инструмента, а траектория движения зерен имеет знакопеременныи характер, что уменьшает чистоту и точность обработанной поверхности.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и точности обработки.

5 Это достигается тем, что по предлагаемому способу в инструменте создают вращающееся ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение на его рабочей поверхности областей положительной и отрицательной упругой

10 деформации, перемещающихся в одном направлении. Период оборота этого поля равен периоду. ультразвуковых колебаний.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан один из возможных ва15 риантов возбуждения вращающегося поля в инструменте, на фиг. 2 — смещение рабочей части инструмента, представленного условной разверткой образующего цилиндра.

При осуществлении способа трехфазным

20 ультразвуковым генератором 1 возбуждают в электроакустических преобразователях 2 ультразвуковые колебания, причем каждая из трех встречно расположенных пар преобразователей возбуждается с симметричным

25 сдвигом фаз по отношению к другим, благодаря чему в инструменте 3, установленном перпендикулярно плоскости расположения трансформаторов 4 упругих колебаний возникает вращающееся ультразвуковое поле. Та30 кое поле характеризуется тем, что на торцо445474 вой поверхности инструмента одновременно возникают положительная А и отрицательная

В области деформации, смена которых сопровождается их вращением по торцу с периодом одного оборота, равным периоду колебаний.

Другим возможным вариантом возбуждения вращающегося поля может явиться размещение инструмента в узле смещений концентратора продольных колебаний перпендикулярно оси последнего, длина инструмента принимается равной или кратной длине поперечной волны и ее узел совпадает с узлом продольной волны.

Абразивные зерна, находящиеся между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью, постепенно внедряются в обрабатываемый материал и выходят из него без ударного воздействия инструмента на абразив. Зерна последовательно вступают и работу, и на производительность обработки меньше сказывается их разноразмерность.

Съем припуска осуществляется за счет снятия стружки, а не образования выколов. Все это существенно повышает скорость обработки и качество обработанной поверхности, сни>кая величину дефектного слоя.

На повышение скорости обработки положительное влияние оказывает высокая скорость вращения поля, достигающая, например, при частоте 20 кгц 20000 об/сек, а также то, что локальная сила, действующая на зерна, оказавшиеся под выступом, значительно превышает ее среднее значение и увеличивается длина рабочего движения зерна.

Вращение поля и увеличение нагрузки в локальных областях, перемещающихся по режущей кромке инструмента, обеспечивают высокую эффективность способа при безабразивной обработке.

Способ может применяться для обработки поверхностей и прошивки отверстий любой формы, а также при безабразивной обработке с возбуждением колебаний в однолезвий15 ном и многолезвийном инструменте при резании металлов.

Предмет изобретения

20 Способ ультразвуковой обработки преимущественно инструментом в виде тела вращения с сообщением ему движения подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработ25 ки, в инструменте создают вращающееся ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение на его рабочей поверхности областей положительной и отрицательной упругой деформации, перемещающихся в одном направле30 пии.

445474 сРи 2

Составитель Т. Казинова

Техред Е. Борисова

Редактор И. Бродская

Корректор Т. Добровольская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3395/21 Изд. ¹ 559 Тираж 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мпнистров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5