Комбінована механічна обробка з використанням ультразвукових коливань

Основна мета використання УЗ коливань:

1. підвищення продуктивності обробки

2. підвищення якості поверхні

3. підвищення стійкості ріжучого інструменту

4. підвищення оброблюваності

5. ліквідація наросту на поверхні інструменту

Існують три види вібрацій:

• осьові

• тангенціальні

• крутильні

М айже всі методи обробки різанням можна проводити з УЗ коливаннями.

Рисунок 62 – Точіння з УЗК

Шліфування

При шліфуванні УЗ коливання накладаються на інструмент або вводяться в ЗОР. При цьому зменшується тертя в зоні обробки. Підвищується продуктивність, якість поверхні і міцність шліфувального круга.

Суперфінішування

Ц е процес фінішної обробки зовнішніх циліндричних поверхонь дрібнозернистими абразивними брусками. Дрібнозернисті абразивні бруски коливаються з УЗ частотою, і це дає можливість різко підвищити зєм матеріалу. Кількість матеріалу, що знімається залежить від тривалості процесу.

Рисунок 63 – Процес суперфінішування з УЗК

Рисунок 64 – Графік залежності кількості матеріалу, що знімається від тривалості процесу

1 - обробка з УЗ коливаннями; 2 - обробка при звичайному процесі

Ультразвукове алмазне шліфування

Ціль його: підвищити продуктивність алмазного шліфування, а також зменшити засалення алмазного круга. На алмазний інструмент накладається УЗК з частотою 22кГц і амплітудою А=10-20 мкм. Зменшується шорсткість, продуктивність підвищується в 2-3 рази, зменшується сили різання в 3-3,5 разів, стійкість алмазного круга підвищується в 10 разів.

Розточування з високочастотними вібраціями

Схема розточування отвору з крутильними коливаннями.

Рисунок 65 - Схема розточування отвору з крутильними коливаннями

1 – різець; 2 - заготовка

Процес розточування здійснюється на режимах:

2А = 15-20 мкм

S = 0,08-0,1 мм\об

Матеріал ріжучого інструменту – твердо ріжучий сплав. При розточуванні використовується ЗОР – машинне масло (індустріальне 20).

Нарізання різьби з високочастотними вібраціями

Процес нарізання різьби може здійснюватись як при зовнішніх для і для внутрішніх поверхонь. При цьому використовується два види вібрацій:

• осьові

• крутильні

Крутильні вібрації здійснюються по куту підйому різьби і завдяки цим вібраціям продуктивність процесу підвищується в 6-8 разів у порівнняні з нарізанням різьби без вібрацій.

Крім підвищення продуктивності, перевагами нарізання різьби з вібраціями є:

• покращується відвід стружки з зони обробки за рахунок утворення гладкої зливної стружки, що зменшує вірогідність налипання її на ріжучий інструмент

• зменшується опір тертя між поверхнями заготовки і ріжучим інструментом

• збільшується стійкість ріжучого інструменту

• забезпечується більше спів падання профілю різьби з з профілем ріжучої частини інструменту

• дає можливість нарізати різьбу меншим числом мітчиків в комплекті, що значно зменшує трудомісткість роботи.

Коливання мітчиків при обробці УЗК – коливаннями з осьовими вібраціями здійснюється при А =3-5 мкм і f = 18-44 кГц. Різання з осьовими коливаннями дає можливість ліквідувати процес защемлення мітчиків в отворі. Процес нарізання здійснюється як на звичайних свердлильних верстатах, так і на спеціальних. Якщо нарізалась в межах М2,5-М6, то частота обертання мітчиків 50-350 об\хв, причому бажано, щоб верстати мали пристрої для виключення обертання інструменту при досягненні Мкр, який перевищує допустиме значення, а діапазон крутильного моменту – 1,5-15 Н·м.