Способ механической обработки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ I 220740 А (511 4 В 24 В 1 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / - " . "3, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вляют механический съем с припуском, определяемым по формуле

E y< 1 2 >г с 37

"z где л,1и аср (21) 3737370/25-08 (22) 23.03.84 (46) 30.03.86. Бюл, Ф 12 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго

Орджоникидзе (72) А.И. Марков, В,И. Юшко, E.È. Ивкин, Е.М. Киреев и А.К. Рыжков (53) 621.9.048.6(088.8) (56) Арзамацкий А.А. Алмазная обработка оптических деталей. М.:

Машиностроение, 1978, с. 199-205.

Авторское свидетельство СССР

Ф 121638, кл. В 29 В 1/00, 1956. (54)57) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, при котором режущему инструменту, имеющему продольную и поперечную подачи, сообщают вынужденные ультразвуковые -колебания, о -тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества при обработке хрупких материалов, процесс ведут составным инструментом, ультразвуковые колебания подают на первую в направлении подачи часть, второй частью осущестприпуски на обработку без и с ультразвуком, мм," частота ультразвуковых колебаний, Гц, скорость звука в обрабатываемом материале, MM/с коэффициент, зависящий от свойств материала; коэффициент, зависящий от условий обработки, мм амплитуда ультразвуковых смещений, мм.

1 1220740

Изобретение относится к обработке материалов резанием с исполь2

K,, k — коэффициенты, зависящие от свойств зованием энергии ультразвуковых колебаний для интенсификации процесса и может быть использовано в машиностроении и приборостроении в процессах механической обработки труднообрабатываемых хрупких материалов, например точении и шлифовании.

Эксплуатационные свойства деталей машин и приборов существенно зависят от состояния и физико-механических свойств поверхностного слоя после механической обработки— нарушения структуры, количества и глубины проникновения микротрещин, остаточных напряжений и т.п., Поэтому, наряду с требованиями обеспечения высокой производительности и заданных геометрических характеристик поверхности детали важным остается требование обеспечения минимальных размеров нарушенного механической обработкой поверхностного слоя, особенно при окончательных видах механической обработки.

Целью изобретения является повышение производительности, качества обработки и уменьшение величины нарушенного поверхностного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно механической обработки, при котором режущему инструменту, имеющему продольную и поперечную подачи, сообщают вынужденные ультразвуковые колебания, при обработке хрупких материалов процесс ведут составным инструментом, причем ультразвуковые колебания подают на первую в направлении подачи часть инструмента, а припуск на механическую обработку берут из соотношения

1 Г 1 < (г с /э где л, ь — припуски на обра цз С У оотку без и с ультразвуком, мм частота ультразвуковых колебаний, Гц, С вЂ” скорость звука в материале, мм/с, материала и условий обработки. амплитуда колебательных смещений.

Безразмерный коэффициент К, характеризует прочностные свойства обрабатываемого материала, т.е.

10 его способность к хрупкому разрушению и склонности к заселению микродефектами по глубине в нарушенном слое после механического воздействия, Коэффициент К, определяется заранее экспериментально по вычисле нию плотности заселенных. дефектов в нарушенном слое для различных материалов с помощью методов электрон ной микроскопии, Для материалов аморфной структуры (группа стекол)

К, равнялся 0,2-0,3, для поликристаллических структур (группа ситалов) К, составлял 0,5-0,6, для некоторых видов керамик К, с.оставил 0,6-0,8.

Коэффициент учитывает условия предшествующего цикла обработки и характеризует состояние поверхности перед обработкой по среднему размеру поверхностного дефекта (длине царапин, выколоток), определяется экспериментально с помощью оптического микроскопа. Для рассмат риваемых материалов и условий обработки величина k находилась в пределах 5,5 ° 10 мм — 8,7 10 мм.

На фиг. 1 представ. пена схема реализации предложенного способа, на фиг. 2 — схема устройства для реализации способа с горизонтальным

40 расположением инструмента, на фиг. 3 то же, с вертикальным расположением инструмента, 1

Составной инструмент, включающий .5 закрепленные на его основании колеблющуюся 1 с ультразвуковой частотой и неколеблющуюся 2 части, подводят к обрабатываемой детали 3, предварительно установив припуск

ГО

-"О на обработку, взятый по выражению, приведенному выше ° Колеблющаяся и неколеблющаяся части инструмента установлены так, что ультразвуковые колебания подают на первую в направ ленин подачи часть инструмента, обработку проводят через слой абразивной суспензии, зерна 4 которой снимают верхний слой материала.

,?20740

Ступенчатый профиль инструмента осуществляфт съем заданного припуска за один проход инструмента.

При этом часть 1 инструмента, на которую наложены ультразвуковые колебания, снимает припуск и с „ . и формирует поверхностный слой с обширно развитой сетью взаимопересекающихся микротрещин, уменьшающихся с глубиной. Механически ослабленный приповерхностный слой удаляется на глубину припуска Ь р частью 2 инструмента, на которую ультразвуковые колебания не подаются. При этом создаются благопри ятные условия резания для неколеблющейся 2 части инструмента: снижаются силы резания и градиент температуры в зоне резания, формируется поверхностный слой, нарушенный микротрещинами меньшей глубины, При таком способе обработки создаются благоприятные условия для формирования микропрофиля поверхности при большей скорости съема материала. Поверхность детали после такой обработки имеет более высокое качество и меньшую глубину проникновения. микротрещин.

Обработку по предложенному спосо-, бу можно осуществить на стенде, смон.тированном на базе универсального плоскошлифовального станка (фиг. 2).

Стенд состоит из установленной на шпинделе станка (не показан) планшайбы 5. На планшайбе 5 закреплены, например, специальным клеем обрабаты ваемые заготовки 3. На столе 6 станка размещена крепежная стойка 7, на которой закреплены с возможностью поступательного перемещения в специальных направляющих от микровинта 8 части 1 и 2 инструмента. Стол

6 с инструментом совершает продольные Б„,д и поперечные 5 „, перемещения относительно планшайбы 5. План шайба 5 вращается со скоростью и перемещается вертикально р р

Перед работой микровинтом 8 и перемещением стола 6 с инструме том устанавливают необходимый припуск л с q на обработку для колеблющейся части

1 и и для неколеблющейся части уз

2 инструмента. Припуски расчитывают

10 по данной формуле. Отводят инструмент от планшайбы 5 и включают привод перемещения стола 6 и вращения планшайбы 5. Перемещением инструмента в направлении 5, снимают при15 пуск .за один проход ийструмента.

Планшайба 5 совершает перемещение

5ь за двойной ход инструмента

Ьерт в направлении Б,р,д Таким образом, многократным проходом инструмента

20 в направлении 5 „ и перемещением планшайбы 5 в найравлении 5 цер за двойной ход инструмента удаляется заданный припуск по всей поверхности заготовки 3 °

25 Обработанные датели имеют поверхности с шероховатостью на один класс выше и глубину нарушенного слоя на

20-30% меньше, чем обработанные известными способами, Это привбдит к сокращению времени на последующие виды обработки в 1,5-2 раза, при этом улучшаются эксплуатационные свойства деталей на 25-303, что позволяет продлить срок службы на

10-15 испытан й.

Способ позволяет вести обработку хрупких материалов с более низкими температурами и с меньшими силами резания, что положительно сказыва40 ется на качестве обработанной поверх. ности как по геометрическим параметрам, так и по структуре нарушенного слоя,.что приводит к более высоким прочностным характеристикам деталей.

1220740

Йеу геюФрйм ру

Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д, 4/5

Заказ 1515/9

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, Составитель В.Дрожалова

Редактор M.Ãoðâàò Техред Л.Олейник Корректор В. Бутяга