Способ ультразвуковой обработки

Союз Советских Социалистических Республик(32) При Опубли к итет овета. Министров СССРпо лелам изобретений 53) УДК 621.9,048.6(088.8) 4, Бюллетень37 ткрытнн убликования описания 22.01.7 Авторыизобретени Е, Г, Коновалов и В. С. Галков инский радиотехнический инстит 1) Заявитель СОБ УЛЪТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ 4) Изобретение относится к процессам ультразвуковой обработки поверхностей деталей из различных материалов и может быть использовано при изготовлении матриц, пуансонов, при шлифовке и полировке деталей из стекла, керамики, полупроводниковых материалов, кварца и т. д., а также при резании металлов.Известны способы ультразвуковой обработки, предусматривающие сообщение инструменту колебаний, вызываюцих его нормальное или тангенциальное, в том числе крутильное перемещение рабочей поверхности по отношению к поверхности обработки.Недостатком известных способов является то, что все элементы рабочей поверхности инструмента одновременно перемещаются в том или ином направлении и обрабатываемая поверхность оказывается под действием равномерно распределенной нагрузки. Это, в свою очередь, уменьшает вероятность выкола на одну частицу при абразивной обработке и затрудняет рост и движение дефектов при образовании стружки в процессе ультразвукового резания.Кроме тогопри абразивной обработке величина перемещения зерен абразива не может превышать величину амплитуды колебаний инструмента, а траектория движения зерен имеет знакопеременный характер, что уменьшает чистоту и точность обработанной поверхности.Цель изобретения - повышение производительности процесса и точности обработки.5 Это достигается тем, что по предлагаемомуспособу в инструменте создают вращающееся ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение на его рабочей поверхности областей положительной и отрицательноп упругой О деформации, перемещающихся в одном направлении. Период оборота этого поля равен периоду ультразвуковых колебаний.Сущность способа поясняется чертежами,где на фиг. 1 показан один из возможных ва риантов возбуждения вращающегося поля винструменте, на фиг. 2 - смещение рабочей части инструмента, представленного условной разверткой образующего цилиндра.При осуществлении способа трехфазным О ультразвуковым генератором 1 возбуждаютв электроакустических преобразователях 2 ультразвуковые колебания, причем каждая из трех встречно расположенных пар преоб.разователей возбуждается с симметричным 5 сдвигом фаз по отношению к другим, благодаря чему в инструменте 3, установленном перпендикулярно плоскости расположения трансформаторов 4 упругих колебаний возникает вращающееся ультразвуковое поле. ТаО кое поле характеризуется тем, что на торцо445474 фиг, 7 вой поверхности инструмента одновременно возникают положительная А и отрицательная В области деформации, смена которых сопровождается их вращением по торцу с периодом одного оборота, равным периоду колебаний.Другим возможным вариантом возбуждения вращающегося поля может явиться размещение инструмента в узле смещений концентратора продольных колебаний перпендикулярно оси последнего, длина инструмента принимается равной или кратной длине поперечной волны и ее узел совпадает с узлом продольной волны.Абразивные зерна, находящиеся между рабочей поверхностью инструмента и обрабатываемой поверхностью, постепенно внедряются в обрабатываемый материал и выходят из него без ударного воздействия инструмента на абразив. Зерна последовательно вступают и работу, и на производительность обработки меньше сказывается их разноразмерность. Съем припуска осуществляется за счет снятия стружки, а не образования выколов. Все это существенно повышает скорость обработки и качество обработанной поверхности, сникая величину дефектного слоя.На повышение скорости обработки положительное влияние оказывает высокая скорость вращения поля, достигающая, например, при частоте 20 кгц 20000 об/сек, а также то, что локальная сила, действующая на зерна, оказавшиеся под выступом, значительно превышает ее среднее значение и увеличивается длина рабочего движения зерна.Вращение поля и увеличение нагрузки влокальных областях, перемещающихся по режущей кромке инструмента, обеспечивают высокую эффективность способа при безабра зивной обработке.Способ может применяться для обработкиповерхностей и прошивки отверстий любой формы, а также при безабразивной обработке с возбуждением колебаний в однолезвий ном и многолезвийном инструменте при резании металлов. Предмет изобретения 20 Способ ультразвуковой обработки преимущественно инструментом в виде тела вращения с сообщением ему движения подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработ ки, в инструменте создают вращающееся ультразвуковое поле, обеспечивающее возбуждение на его рабочей поверхности областей положительной и отрицательной упругой деформации, перемещающихся в одном направле пии.445474 фи Г Составитель Т, КазиноваТехред Е. Борисова Редактор И. Бродская Корректор Т, Добровольская Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3395/21 Изд. М 559 Тираж 593 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мпннстров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5