1Понятие уз.

Ультразвуковая размерная обработка—это способ формообразования поверхностей заготовок из твердых и хрупких материалов, при котором происходит копирование формы инструмента на детали. Процесс ультразвуковой размерной обработки зависит от многих технологических параметров, как правило, взаимно влияющих один на другой,—твердости и концентрации абразива, частоты и амплитуды колебаний инструмента, его износа, статической нагрузки. Каждый из этих факторов влияет на производительность процесса и качество изготовления.

1.1Материал заготовки.

Материал заготовки в значительной степени определяет характер его разрушения. Все материалы по характеру деформации и разрушения при ультразвуковой обработке разделены на три группы. В основу этого деления положен критерий хрупкости t_x , который определяют как отношение сопротивления сдвигу к сопротивлению на отрыв.Материалы первой группы—стекло, кварц, ситалл, керамика, германий, кремний, ферриты и другие имеют t_x ³ 2. При ультразвуковой обработке они практически не подвергаются пластической деформации.

Ко второй группе относятся материалы, у которых 1< t_x <2. Это твердые сплавы, закаленные, цементированные и азотированные стали, титановые сплавы, вольфрам. При их обработке под действием абразивных зерен наряду с упругими деформациями происходят и микропластические деформации; чем большую роль играют пластические деформации, тем хуже обрабатываемость материала ультразвуковым методом. Наилучшие характеристики по обрабатываемости из этой группы материалов имеют твердые сплавы.

При обработке материалов третьей группы, к которой относятся свинец, мягкие стали и др., имеющие t_x £ 1, почти вся работа абразивных зерен расходуется на микропластическую деформацию поверхностных слоев; разрушения материала почти не наблюдается. Поэтому материалы третьей группы нецелесообразно подвергать ультразвуковой обработке.

1.2Абразивная суспензия.

Тип абразива, его концентрация сильно влияют на производительность, точность и качество ультразвуковой размерной обработки. Зерна абразива выполняют функции режущего инструмента, поэтому они по твердости должны хотя бы не уступать обрабатываемому материалу.

Для ультразвуковой обработки обычно применяют карбид бора, который хорошо смачивается водой и благодаря сравнительно небольшой плотности удовлетворительно переносится жидкостью. Другие абразивные материалы—карбид кремния, электрокорунд—применяются лишь для изготовления деталей из стекла, германия и материалов, которые хорошо обрабатываются ультразвуковым методом.

В качестве жидкости, несущей абразив, обычно используют воду, обладающую малой вязкостью, удовлетворительной смачиваю-шей способностью и хорошими охлаждающими свойствами. В воду целесообразно добавлять ингибитор коррозии.

Параметры ультразвуковой обработки существенно зависят от среднего размера зерен абразива (под размером зерна понимают ширину зерна под микроскопом). Уменьшение размера абразивных зерен вызывает снижение производительности, особенно если размер зерна меньше амплитуды колебаний. С другой стороны, чем меньше зерно, тем выше точность изготовления. В процессе работы происходит интенсивное дробление абразивных зерен, поэтому производительность в начале обработки может быть в 3 раза больше, чем в конце.

В табл.1. приведены основные абразивные материалы, используемые при ультразвуковой размерной обработке твердых хрупких материалов.