На головну

УЛЬТРАЗВУКОВІ СТАНКИ

  1.  Алмазно-розточувальні верстати.
  2.  Барабанно-фрезерні верстати.
  3.  Вертикально-протяжні верстати для внутрішнього протягування
  4.  внутрішньошліфувальних верстатах
  5.  гайконарізні СТАНКИ
  6.  Горизонтально-свердлильні верстати.
  7.  довбальні верстати

Ультразвуковий метод застосовується для обробки деталей з твердих і крихких матеріалів (скло, кераміка, кремній, твердий сплав, алмаз і ін.). Він заснований на руйнуванні матеріалу деталі при ударі її поверхні про зерна абразиву, які отримують енергію від інструменту, вібруючого з високою частотою. Зерна абразиву вводяться в зону обробки у вигляді суспензії, яка сприяє також видаленню з робочого зазору продуктів руйнування оброблюваного матеріалу та інструменту.

Застосовувані в даний час ультразвукові верстати можна розділити по потужності на три групи: малої (0,03-0,2 кВт), середньої (0,25 - 1,5 кВт) і великий (1,6-4 кВт) потужності.

Схема ультразвукової обробки показана на ріс.118. магнітострикційний перетворювач 5 складається з набору пластин, що мають здатність змінювати свої лінійні розміри в змінному магнітному полі (магнітострикційний ефект). Перетворювач припаяний до деталі 4, яка отримує подачу. Через акустичний концентратор 3, Який збільшує амплітуду поздовжніх коливань, останні від перетворювача передаються на інструмент 2. В результаті інструмент отримує високочастотні коливання з найбільшою амплітудою близько 35 - 45 мкм. Торець інструменту повідомляє рух абразивним зернам суспензії. Велика кількість ударяющих зерен (30-100 тис. На 1 см2) При високій частоті ударів (16 - 30 кГц) видаляють матеріал з оброблюваної заготовки 1.

Абразивна суспензія подається в зону обробки від насоса 6 наливом або під тиском через отвір в інструменті або оброблюваної деталі. Як абразив застосовують карбіди бору і кремнію, а також алмазні порошки. Інструмент виготовляють з вуглецевих сталей.

Найбільша продуктивність при обробці деталей з твердого сплаву досягає 200 мм3/ Хв; шорсткість поверхні відповідає 0,16

В процесі ультразвукової обробки в результаті втрат на гістерезис і вихрові струми магнітостріктор нагрівається, тому його охолоджують проточною водою.

Продуктивність верстата різко зменшується в міру поглиблення інструменту в матеріал. Для підвищення продуктивності застосовують поєднану ультразвукову і електрохімічний обробку, засновану на локальному анодному розчиненні матеріалу заготовки в електроліті при інтенсивному русі останнього між електродами. Ідентичність кінематики формоутворення дозволила об'єднати ці два процеси при дотриманні умови, що ультразвукова обробка здійснюється з нагнітанням абразивної суспензії або її отсосом. При цьому замість води використовується електроліт (ріс.119, б). Через робочий зазор пропускається електричний струм, причому до позитивного полюса джерела постійного струму приєднується оброблювана заготовка 1, До негативного - концентратор 3 або інструмент 2 разом з магнітостріктором 5. Заготівля ізольована від верстата прокладкою 6. В якості електроліту використовують розчин азотнокислого натрію або водний розчин кухонної солі. При цьому можна отримати при обробці деталей з твердого сплаву подачу 0,2 - 0,5 мм / хв при зніманні матеріалу до 500 - 600 мм3/ Хв.

При обробці отворів або порожнин невеликої глибини (до 5 мм) суспензія подається в зону обробки поливом (ріс.119, а), А при виготовленні глибоких отворів - нагнітанням через отвір в інструменті (ріс.119, б) Або в оброблюваної деталі (ріс.123, в). В процесі роботи зерна абразиву руйнуються, тому в залежності від матеріалу деталі абразив необхідно міняти. Вагова концентрація суспензії щ воді повинна бути в межах. 20 - 25%. Шорсткість обробленої поверхні досягає 0,32

Іншим напрямком використання ультразвуку при обробці металів є інтенсифікація процесів різання шляхом накладення ультразвукових коливань на ріжучий інструмент. В даний час йде пошук найбільш раціональних методів такої обробки. Підвищення продуктивності та стійкості інструменту вже досягнуто при дослідженні таких операцій, як точіння, свердління, зенкування, розгортання, нарізування різьблення мітчиками і шліфування.

На ріс.120 показана схема шліфування деталей з в'язких важкооброблюваних матеріалів. зверху кола 1 розташована головка з магнітострикційним перетворювачем 2. торець концентратора 3 повідомляє коливання мастильно-охолоджувальної рідини. Кавітація (місцеве пароутворення), що виникає на робочої поверхні круга, забезпечує хорошу очистку і мастило поверхні кола, його зерен і пор. В результаті такого накладення ультразвуку зменшується температура різання, знижується шорсткість оброблюваної поверхні і підвищується стійкість кола.

Ультразвукова абразивно-алмазна обробка може проводитися як на спеціалізованих верстатах, так і на традиційному металорізальному обладнанні при оснащенні його акустичними головками і ультразвуковим генератором. Прикладом останнього можуть служити змінні ультразвукові головки, конструкції яких наведені на ріс.121 і 122. Головки призначені для ведення обробки із застосуванням обертового алмазного інструменту.

У конструкції, наведеної на ріс.121 використовується магніто-стрікціонний метод отримання ультразвукових коливань. Головка складається з нерухомого корпусу 5, В якому обертається на підшипниках кочення рухливий корпус 7, Що має конічний хвостовик для закріплення обертових частин головки в шпинделі верстата. У корпусі 7 розміщена коливальна система, що складається з магніто-стрікціонного перетворювача 6, концентратора 3 і хвилеводу 2, Який був водночас і корпусом алмазного інструменту 1. через штуцер 4 і отвори в рухомому корпусі 7 подається мастильно-охолоджуюча рідина, яка надходить далі через осьовий канал концентратора і хвилеводу в зону обробки. Електропостачання перетворювача здійснюється через блок колектора, розташований у верхній частині головки. Блок складається з двох контактних кілець, змонтованих на рухомому корпусі і двох щіткових вузлів з графітовими щітками, через які і виробляється передача електроенергії на обертається разом з рухомим корпусом магнітострикційний перетворювач.

Аналогічна за призначенням конструкція головки, але виконана на основі п'єзоелектричного перетворювача зображена на ріс.122. Також як і описана вище конструкція, головка включає в себе два корпуси: нерухомий 1 і рухливий корпус 2. Коливальна система розташована в рухомому корпусі і складається з набору кільцевих пьезокерамических пластин 3, Затиснутих за допомогою різьбової шпильки в єдиний пакет між двома накладками: випромінюючої накладкою 4, Виконаної з титанового сплаву і сталевий відбивної накладкою 5, Призначеної для зменшення паразитного розсіювання ультразвукової енергії. Подача СОЖ в зону обробки проводиться через радіальний канал в кришці нерухомого корпусу і осьовий канал в корпусі алмазного інструменту. Електроживлення, як і в попередній конструкції, здійснюється через блок колектора.

При використанні ультразвукових коливань в процесах різання у всіх випадках вдається досягти зменшення пластичних деформацій оброблюваної поверхні, забезпечити плавний сход стружки, виключити утворення задирок, активізувати змазує і охолоджуючу дію МОР, забезпечити поліпшення стабільності мікрогеометрична параметрів, зносостійкості і корозійної стійкості одержуваних деталей. Операції механічної обробки із застосуванням ультразвуку проводять на звичайних верстатах, обладнаних акустичними головками і ультразвуковими генераторами необхідної потужності.

Верстати для ультразвукової обробки в основному мають вертикальну компоновку. На ріс.123 показана кінематична схема ультразвукового верстата моделі 4Д772. Верстат складається з підстави, на якому встановлюється станина 1 з вертикальною стійкою 2. Стійка має вертикальні напрямні, по яких переміщається акустична головка 6. Усередині корпусу акустичної головки розташовується коливальна система 5 з магнітострикційним перетворювачем і системою охолодження. Коливальна система закріплюється в пінолі, що має вертикальне переміщення. Привід робочої подачі 7 служить для підтримки зусиль притиснення інструменту до деталі. У міру поглиблення інструменту в заготовку привід забезпечує вертикальне висування пінолі і підтримання постійного притиску робочої поверхні інструменту до заготівлі. У верстаті є механізм вертикального установчого переміщення 8 акустичної головки по напрямних вертикальної стійки.

За станини верстата переміщаються поздовжні санчата, що несуть робочий стіл, який має поперечне переміщення. Для повороту заготовки на верстат може встановлюватися поворотний стіл. Робочий стіл і санчата забезпечені приводами відповідних переміщень. Усередині верстата розташовується система подачі абразивної суспензії в зону обробки.

 



 верстатів |  електрохімічної обробки

 плоскошліфувальні верстати |  Конструктивні особливості та кінематика плоскошліфувальних верстатів |  Двошпиндельні плоскошліфувальний верстат моделі 3772. |  Способи установки і закріплення деталей |  хонінгувальні верстати |  Особливості процесу хонінгування |  Технологічні параметри і схеми операцій хонингования |  Хонінгувальні головки і затискні пристрої |  суперфінішне СТАНКИ |  СТАНКИ спеціальних методів ОБРОБКИ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати