4.2. Технологічні характеристики процесу узро

Продуктивність УЗРО визначається кількістю матеріалу, що видаляється із заготівки, в одиницю часу і залежить від физико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу, амплітуди і частоти коливань інструменту, тиску його на оброблювану заготівку, характеру абразиву і його концентрації в суспензії, умов обміну абразиву в зоні різання, площі і глибини обробки і інших чинників. Матеріали, що мають критерій крихкості tх (під яким розуміється відношення опору зрушенню до опору на відрив ) більше 2 (стекло, германій, кремній і ін.) найефективніше обробляються УЗ методом. Продуктивність обробки таких матеріалів майже пропорційна квадрату критерію крихкості і досягає на верстатах середньої потужності (50-84) мм3 /с. Значно гірше (у 100 разів і більш) обробляються даним методом тверді сплави і інші матеріали, що мають крихкості менше 2 (1<tx < 2). Величина оптимального питомого статичного навантаження, відповідна максимальній продуктивності, залежить головним чином від площі інструменту, амплітуди коливань, середнього розміру абразивних зерен, властивостей оброблюваного матеріалу і конфігурації інструменту. Для інструментів площею 50-150 мм2, амплітуди коливань 30-50 мкм і абразиву карбіду бору № 5 значення оптимального статичного навантаження знаходиться в межах 0,15-0,2 Мпа.

Зі всіх використовуваних видів абразиву найбільшу продуктивність забезпечує карбід бору (В2С), за винятком алмазу, який застосовується рідко. У З використовується при обробці твердих сплавів, коштовних каменів. Електрокорунд і карбід кремнію придатні для скла, кераміки і інших менш міцних матеріалів. Максимальна продуктивність досягається при 30-40 % ваговій концентрації абразиву в суспензії.

Із збільшенням глибини обробки продуктивність знижується за рахунок погіршення умов обміну в робочій зоні абразивної суспензії і евакуації продуктів різання. Поліпшення умов обробки із збільшенням глибини може бути досягнуте - періодичним підйомом інструменту в процесі обробки, застосуванням полого інструменту з товщиною стінки 0,3-0,5 мм, нагнітанням суспензії через отвір в інструменті (або деталі) і вакуумного відсмоктування абразивної суспензії.

Так при нагнітанні абразивної суспензії через отвір в інструменті з тиском 0,2-0,3 Мпа продуктивність обробки скла досягає 166 мм /с.

Основний вплив на точність УЗРО надає стабільність робочого зазору між стінками деталі і інструменту. Величина бічного зазору залежить від: зернистості абразиву, глибини обробки, зносу інструменту, наявності поперечних коливань інструменту і інших чинників. Величина зазору, що утворюється, при ФУЗРО приблизно в 1,5 разу більше середнього розміру зерен абразиву основної фракції. Для підвищення точності обробки здійснюють корекцію розмірів інструменту. На чорнових операціях при роботі абразивами зернистістю № 8-12 корекція розмірів інструменту в порівнянні з номінальними розмірами деталі складає 0,2-0,3 мм, а при чистовій обробці абразивами № 3-М40 близько 0,08-0,10 мм. При УЗРО виникають також неточності геометричної форми оброблюваних поверхонь: конусность, овальність, округлення поверхні на вході інструменту в деталь і сколы на виході його з деталі. Округлення виключають подальшим шліфуванням, а сколы - підклеюванням перед обробкою додаткової деталі (наприклад, скляної пластинки). Конусность крізних отворів зменшують подальшим калібруванням контура незношеною частиною інструменту і застосуванням дрібнішого абразиву. При УЗРО досяжна точність розмірів 0,01-0,02 мм, а точність взаємного розташування поверхонь в межах +- 0,005 мм.

Якість поверхні. Шорсткість обробленої поверхні залежить від величини абразивних зерен, властивостей оброблюваного матеріалу, величини амплітуди, шорсткості поверхні інструменту і типу рідини, що несе абразив. Шорсткість поверхні визначається величиною частинок матеріалу, що сколюються з поверхні деталі абразивними зернами. Отже, шорсткість зменшується із зменшенням розмірів зерна і із збільшенням твердості матеріалу. Окрім цього слід зазначити, що шорсткість поверхні дна глухих отворів на 1,5-6 мкм менша, ніж шорсткість на бічних стінках. Використання дрібних абразивних зерен і невеликої амплітуди дозволяють отримати шорсткість для багатьох матеріалів в межах Rz= 2,5-0,32 мкм.

УЭРО не супроводжується такими дефектами термічного походження, як тріщини і прижоги, які виникають при шліфуванні і електроерозійному методі. Встановлено, що при УЗРО твердого сплаву і загартованої сталі відбувається зміцнення поверхневого шару і виникає стискуюча залишкова напруга. Поверхневий шар крихких неметалічних матеріалів містить трещиноватый шар, глибина якого при обробці скла, кварцу, ситалла, приблизно в чотири рази більше висоти мікронерівностей поверхні R _z .