книги из ГПНТБ / Волосатов, В. А. Ультразвуковая обработка

ку обоймы устанавливается комплект трубок, положение которых фиксируется шаблоном. Затем через трубки на­ сыпают измельченный припой, разогревая одновременно инструмент газовой горелкой равномерно по всему кон­ туру. По мере необходимости добавляют припой до за-

а)

н

Рис. 51. Пайка групповых полых инстру­ ментов:

полнения им расточки обоймы. Перед пайкой расточку обоймы и хвостовики трубок тщательно обезжиривают и облуживают.

Можно применять другую технологию пайки. Насы­ пав в расточку обоймы припой, расплавить его, а затем установить комплект трубок через шаблон. Однако при этом возникает опасность ожогов от соприкосновения с горячим припоем. Кроме того, в этом случае наблю­

Для лучшего спая трубок с обоймой на их хвостови­ ках можно выполнить насечки или просверлить мелкие отверстия; расточку обоймы нужно выполнить с укло­ ном стенок порядка 1° (см. рис. 43). При пайке таких инструментов на трубки кладут груз, что обеспечивает лучшую плоскостность их рабочих торцов.

Правильная пайка группового инструмента для об­ работки отверстий также достигается применением спе­ циальных шаблонов.

100

На рис. 52 показано приспособление для пайки та­

На кольце точно центрируется шаблон 4, в котором вы­ полнены отверстия для установки инструментов 3. От­

ку а через окна кольца насыпают измельченные куски

закрепленным на основании посредством фиксаторов и винтов. Груз 6 поджимает набор инструментов к торцу расточки обоймы. Пайка производится газовой горелкой или паяльной лампой. После пайки вначале снимают шаблон, а затем инструмент.

Во всех случаях для осуществления качественной

Для правильной ориентации лезвий такого инстру­ мента с заданной точностью по шагу в шаблоне выпол­ няют соответствующие окна. Однако при малой тол­ щине лезвий (0,3—0,8 мм) и точном расположении но­ жей (порядка 0,05 мм) изготовление таких шаблонов является очень сложной и трудоемкой задачей. В этих случаях технологичнее применять шаблоны сборной кон­ струкции (рис. 53,6). Здесь в шаблоне 1 выполняют точное по размерам окно, в котором фиксируют набор вставок 2 с буртиками; посредством последних вставки удерживаются в окне шаблона. Сами вставки техноло-

101

гически просты, так как контур их и пазы под инстру­ менты легко изготовить шлифованием. Полный набор вставок точно фиксируется в окне шаблона. После пайки вставки вынимают из окна шаблона и снимают ультразвуковой инструмент.

Такая конструкция шаблона удачно применена для пайки группового инструмента с десятью лезвиями тол­

Рис. 53. Приспособление для пайки многолезвий­ ного инструмента (а) и конструкция сборного шаблона ( б ) .

цельного шаблона (без вставок) с такими размерами практически неосуществимо.

Шаг между лезвиями аналогичных инструментов мо­ жет быть выдержан с точностью до 0,05 мм с помощью мерных прокладок (рис. 54), устанавливаемых между лезвиями. Крайняя прокладка подгоняется по толщине таким образом, чтобы набор лезвий и прокладок прочно удерживался в обойме инструмента. Прокладка и хво­ стовая часть лезвий предварительно облуживаются, а весь набор тщательно паяется в обойме. Однако проч­ ность и качество такого инструмента невысоки из-за малой площади пайки.

При пайке многолезвийных и других групповых ин­ струментов очень важно предотвратить деформацию их рабочей части. Поэтому нагрев их при пайке надо вести равномерно, не допуская перегрева или остывания от­ дельных деталей инструмента.

102

Рабочие торцы групповых инструментов после пайки необходимо шлифовать для достижения их плоскостно­ сти. Шлифуют торцы ультразвуковых инструментов и в процессе их эксплуатации, по мере притупления и из­ носа. При этом во избежание деформации таких ин­ струментов на штыри или лезвия надевают шаблоны, применяемые при пайке. Торцы инструментов должны выступать из шаблона на 0,3—0,5 мм. Шлифование про­ изводят при минимальной подаче абразивного круга.

хрупких материалов инструментами такого типа, и осо­ бенно инструментом трубчатого типа (см. рис. 43,г),на­ блюдается неравномерный износ его рабочих торцов. Торцы трубок имеют характерный волнистый износ, что можно отчасти объяснить различной площадью попереч­ ного сечения такого инструмента. Если, например, тол­ щина стенки каждой трубки равна 0,3 мм, то в местах прилегания трубок друг к другу рабочее сечение будет иметь двойную величину.

Соответственно износ этих мест инструмента будет происходить менее интенсивно, чем мест, где трубки от­ стают друг от друга.

Неравномерный износ групповых инструментов от­ рицательно сказывается на качестве деталей и вынуж­ дает увеличивать глубину обработки, то есть увеличи­ вать машинное время. Для восстановления такого ин­ струмента практикуется шлифование торцов, что тре­ бует снятия его со станка и ведет к излишним потерям времени.

Более рационально производить восстановление тор­ цов изношенного инструмента, не снимая его со станка.

103

Для этого можно применять обычный напильник или абразивный круг, установленный на столе станка. Вклю­ чив анодное напряжение на генераторе, подводят торец инструмента к плоскости круга или напильника; при этом можно за 2—3 минуты восстановить рабочую пло­ скость инструмента. ЭНИМС [34] для этой же цели ре­ комендует применять пластину из вязкой стали или ла­ туни. Восстановление режущих свойств инструмента производится в этом случае при подаче абразивной су­ спензии.

Определенную технологическую специфику предста­ вляет изготовление полых инструментов для вырезания сложнопрофильных деталей по наружному контуру (см. рис. 42,6). Изготовление таких инструментов ме­ ханической обработкой (резанием) требует, как пра­ вило, последующей ручной доводки внутреннего про­ филя с целью достижения заданных чертежом точности размеров и чистоты обработки. Это отнимает много времени и снижает эффективность ультразвуковой об­ работки.

Резкого снижения трудоемкости изготовления таких инструментов можно достигнуть, применив электроис­ кровую проволочную вырезку их по копир-шаблону или увеличенному чертежу [1]. При такой технологии изго­ товления сложнопрофильных полых инструментов отпа­ дает необходимость их последующей ручной доводки; обеспечивается точность размеров контура ±0,02 мм и чистота поверхности V 5 — V 7 . Для этой цели применя­ ются электроискровые вырезные станки мод. 4531, 4531П, 4532 [36] и электрофотокопировальный станок мод. ЛЭ-501 (разработчик и изготовитель СПКТБЭО, Ленинград).

Для сравнения укажем, что получение рабочего кон­ тура инструмента, показанного на рис. 42, а, механиче­ ской обработкой с последующей ручной его доводкой занимало более 20 часов рабочего времени. Электро­ искровая вырезка этого профиля на станке ЛЭ-501 от­ няла около 3 часов, то есть снизила трудоемкость этой работы более чем в 6 раз.

Эффективность электроискровой вырезки таких ин­ струментов особенно ощутима при серийном изготовле­ нии деталей, когда из-за ограниченной стойкости инструмента необходимо многократное его изготов­ ление.

104

Наружный профиль полых инструментов для обра­ ботки деталей по наружному контуру должен быть выполнен эквидистантным рабочему (внутреннему) кон­ туру. Однако точность и чистота его обработки не име­ ют в этом случае большого значения. Поэтому наруж­ ный контур такого инструмента можно обработать фре­ зерованием. Но лучше и в этом случае применить электроискровую вырезку наруж­ ного контура, выполнив фланец отдельно и соединив его с инст­ рументом пайкой твердыми при­ поями (рис. 55). Это даст эконо­ мию на стоимости изготовления инструмента.

изготовления инструментов для получения художествен­ ных изображений и надписей. Применяемые для этой цели инструменты имеют на рабочей поверхности рису­

105

ками. В табл. 14 приведены ориентировочные данные по трудоемкости ручных граверных работ при изготовле­ нии ультразвуковых инструментов с плоскими изобра­ жениями средней сложности (гравер V разряда).

В зависимости от сложности рисунка и квалифика­ ции гравера трудоемкость гравирования может изме­

но-фрезерных станках с пантографной системой по уве­ личенному рисунку или шаблону резко (в 5—10 раз) снижает трудоемкость изготовления таких инструмен­ тов. Однако такая технология приемлема для получе­ ния, в основном, надписей, цифр и простых изобра­ жений.

Изготовление гравированием ультразвуковых ин­ струментов с рельефно-художественным изображением производится всегда вручную и отличается еще боль­ шей трудоемкостью. Так, например, гравирование рисун­ ка «Медный всадник» на стальном инструменте при диаметре изображения 55 мм и глубине рисунка 4 мм заняло более 60 часов труда гравера V I разряда.

Несмотря на большую трудоемкость ручных гравер­ ных работ, подчас выгоднее изготовить ультразвуковой инструмент гравированием, чем осваивать другие спо­ собы его изготовления, например штамповку, требу-

105

ющие применения специальной оснастки и оборудова­ ния. В первую очередь целесообразно применять грави­ рованные инструменты при малой серийности деталей, когда потребность в инструменте ограничена — не более 3—5 штук.

Высота гравированной надписи или рисунка должна быть минимально возможной, так как это упрощает ра­ боту гравера. Однако надо считаться с износом ультра­ звукового инструмента и принимать высоту гравирован­ ного рисунка или надписи с учетом этого износа и мак­

инструмента с переточками может достигать 100—120 деталей (материал детали — яшма, инструмента — сталь 45).

Штамповкой целесообразно изготовлять ультразвукорые инструменты для получения рельефно-художест­ венных изображений в условиях серийного и массового производства. Заготовками могут служить листовые пла­

повкой.

Штампы для рельефной холодной штамповки листо­ вых инструментов имеют пуансон и матрицу с нужным изображением, которое получают гравированием. Вместо гравированной матрицы можно применять опору-контей­ нер из твердой резины или подкладку из свинца; это резко упрощает изготовление таких штампов.

После штамповки инструментов из листовых загото­

достигнуто хорошее соединение инструмента с концен­ тратором при пайке.

На заготовках толщиной свыше 6 мм изображение наносят штамповкой на гидравлических прессах с подо­ гревом латунных заготовок до 200—300° С, а сталь-

107

ных — до 800° С. В этом случае только пуансон имеет соответствующее изображение, так как рисунок нано­ сится на одной поверхности заготовки.

Преимуществом этого метода изготовления ультра­ звуковых инструментов для рельефно-художественной обработки является невысокая себестоимость инстру­ ментов.

Гальваническим способом можно изготовлять уль­ тразвуковые инструменты для получения рельефно-ху­ дожественных изображений с очень сложным рисунком (рис. 58, см. вкладку). Для этого вначале по модели, выполненной художником, делают восковой отпечаток. В качестве модели можно также принять уже выпу­ скаемое промышленностью металлическоедгзделие с изо­ бражением, например памятные медали, предметы бы­ тового назначения или другие изделия. По наружным размерам модели изготовляют деревянную рамку, стен­ ки которой изнутри оклеивают вощеной бумагой. Затем в фарфоровой чашке разогревают воск до г = 80—100° С. Модель также нагревают до ^=100°С. Разогрев произ­ водят в термостате.

Разогретую модель укладывают в деревянную рамку изображением вверх. Рамка устанавливается на под­ ставку, покрытую вощеной бумагой. Затем в рамку за­ ливают расплавленный воск и дают ему немного остыть. Не допуская его полного остывания, снимают рамку, удаляют вощеную бумагу и осторожно вынимают из воска модель.

В неостывший восковой отпечаток устанавливают контакты из медной проволоки диаметром 1,5—2,0 мм. Контакты должны быть расположены в нескольких ме­ стах по периферии изображения. Правильный выбор мест расположения контактов и их количества (в зави­ симости от сложности изображения) во многом пред­ определяет длительность гальванического процесса. При сложных и крупногабаритных изображениях количество таких контактов доходит до 10 штук.

После полного остывания воска счищают наплывы и затем жесткой кисточкой наносят на изображение слой бронзового или графитового порошка. Порошок тща­ тельно втирают в изображение. Для получения каче­ ственного инструмента втирание порошка производят обычно несколько раз, добиваясь плотного покрытия им всего рисунка без повреждения его элементов. Затем

108