Способ безабразивной полировки поверхностей

 

тп> 546463

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соыиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.74 (21) 2011442/08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (51) M. Кл.2 В 24В 29/00

В 06В 1/00

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР по делам изабретеиий и открытий (53) УДК 621.923.7:621.9. .048.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Минаков, В. П. Крысов, В. С. Богданов, Е. И, Бабинцев, E. М. Кузнецова и А. П. Алексеев (71) Заявитель (54) СПОСОБ БЕЗАБРАЗИВНОЙ ПОЛИРОВКИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к области технологического применения ультразвука в сочетании с низкочастотными механическими вибрациями и может быть использовано при суперфинишных операциях в машиностроении, приборостроении, радиоэлектронной и других отраслях промышленности, где требуется полирование плоских и сферических поверхностей с высокой чистотой обработки и качеством.

Известен способ безабразивной полировки поверхностей с использованием ультразвуковых (звуковых) колебаний, основанный на одновременном воздействии на полируемую поверхность внешнего статического давления, приложенного к нормально полируемой поверхности, и продольных ультразвуковых колебаний, вводимых касательно к обрабатываемой поверхности (1).

Для реализации известного способа необходимо приложить к полируемой поверхности внешнее удельное давление, равное пределу текучести полируемого материала. Выполнение этого требования представляет известные трудности, поскольку, во-первых, в каждом конкретном случае величина внешнего статического давления должна быть строго определена, а во-вторых, потому, что из-за достаточно большой величины давления требуется значительная акустическая мощность для приведения в колебательное движение полирующей поверхности. Кроме того, известный способ не позволяет получить чистоту полируемой поверхности выше чистоты полирующей и не дает возможности пг лучать гарантированный

5 размер полируемого изделия, так как материал изделия доводится до пластического состояния.

Целью изобретения является улучшение чистоты полируемой поверхности и уменьшение

10 усилия прижима, Для этого по предлагаемому способу одновременно сообщают полирующему инструменту ультразвуковые продольно-крутильные, а полируемому изделию — крутильные низкочас15 тотные вибрации, при этом наибольший эффект достигается, когда амплитуду крутильных ультразвуковых колебаний устанавливают равной амплитуде продольных ультразвуковых колебаний, а частоту ультразвуко20 вых колебаний устанавливают в пределах 18—

22 кГц, а частоту низкочастотных вибраций— в пределах 40 — 60 Гц.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый спо25 соб; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1.

Устройство для осуществления предлагаемого способа безабразивной полировки поверхностей содержит магнитострикционный преобразователь 1, установленный в головке

30 2, перемещающейся в направляющих станины

546463

3 от ходового винта 4, ограниченного от осевого перемещения вилкой 5.

Привод ходового винта (на чертеже не показан) может осуществляться различными способами, в частности от пневмоцилиндра, на штоке которого имеется зубчатая рейка, взаимодействующая с зубчатым колесом, закрепленным на ходовом винте. Преобразователь 1 связан с волноводом 6.

На столе станины 3 установлен поворотный стол 7 с возможностью поворота вокруг оси в пределах угла, равного 10 — 15, на радиально-упорных подшипниках 8.

На поверхности стола 7 неподвижно закреплено приспособление 9, в котором устанавливают обрабатываемую деталь 10, сбазированную таким образом, чтобы обрабатываемая поверхность Б находилась против рабочей поверхности В волновода 6, а центр обрабатываемой поверхности по возможности совпадал с осью вращения стола 7.

Рабочая (полирующая) поверхность В волновода Б представляет собой пластинку твердого сплава 11, припаянную к рабочему торцу волновода 6, смещенного с основной оси на некоторый радиус для исключения возможности недополировки обрабатываемой поверхности в центре вращения волновода 6.

Волновод 6 за счет выполнения на его цилиндрической поверхности спиральных канавок преобразует продольные колебания магнитострикционного пакета в продольно-крутильные колебания рабочего торца. Канавки волновода аналогичны канавкам спирального сверла такого же диаметра.

Для сообщения крутильных низкочастотных колебаний столу служит устройство, состоящее из электромагнита 12, с якорем которого шарнирно соединен шток 13, и возвратной пружины 14. Палец 15, закрепленный на штоке 13, входит в паз поворотного стола 7.

При подаче переменного тока на катушку электромагнита 12 якорь последнего притягивается, перемещая шток 13, и, следовательно, поворачивает стол 7 с закрепленной на нем обрабатываемой деталью. При отсутствии тока в катушке электромагнита производится возврат стола в исходное положение под действием пружины 14.

Частота низкочастотных крутильных колебаний обрабатываемой детали в описываемом устройстве в среднем составляет 50 Гц.

/ Изменяя давление воздуха, подаваемого в пневмоцилиндр, регулятором давления осуществляют регулирование усилия прижатия рабочей поверхности В волновода б и обрабатываемой поверхности Б.

По предлагаемому способу операции совершаются в следующем порядке. Полируемое

55 изделие, например плоский контакт коммутационной аппаратуры, закрепляют»а подставке в горизонтальной плоскости. К изделию (контакту) сверху, нормально его полируемой поверхности, подводят и прижимают полирующий инструмент с давлением, обеспечивающим надежный акустический контакт. Синхронно на время, необходимое для обработки, сообщают инструменту ультразвуковые продольно-крутильные колебания с частотой 18—

22 кГц при помощи продольно-крутильной акустической системы, а изделию — крутильные низкочастотные вибрации с частотой 40—

60 Гц при помощи соленоида. В результате совместного действия внешнего статического давления, ультразвуковых продольно-крутильных колебаний и крутильных низкочастотных вибраций осуществляется процесс полирования.

Предлагаемый способ по сравнению с известным способом позволяет снизить подводимую акустическую мощность в 1,5 — 2 раза в зависимости от материала обрабатываемого изделия, получить высокую чистоту обрабатываемой поверхности, V8 — V12 при сравнительно низкой исходной чистоте поверхности обрабатываемого изделия V5 — V7, полностью заменить ручной труд полирования на механический, получить высокую тазмерную точность обработки, увеличить производительность труда в 3 — 5 раза.

Формула .изобретения

1. Способ безабразивной полировки поверхностей, при котором ультразвуковой инструмент прижимают к полируемому изделию, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения чистоты полируемой поверхности и уменьшения усилия прижима, одновременно инструменту сообщают ультразвуковые продольнокрутильные, а изделию — крутильные низкочастотные вибрации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду крутильных ультразвуковых колебаний устанавливают равной амплитуде продольных ультразвуковых колебаний.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частоту ультразвуковых колебаний устанавливают в пределах 18 — 22 кГц, а частоту низкочастотных вибраций — в пределах 40—

60 Гц.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 207073, М. Кл. В 06В 1/00, 1967 (прототип).

546463

Фиг. 2

Составитель Ф. Бронин

Редактор Л. Афанасьева Техред Е. Хмелева

Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 245/9 Изд. № 207 Тираж 1124 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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