Способ ультразвуковой размерной обработки

СОЮЗ СОБЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 В 06 В 3 00 ТЕ ау ЕТЕЛЬСТВ На фиг. 1 пок мента в положи на фиг. 2 - опре ния 1; на фиг. 3 вок на сферическо Способ осушесазана тельн делен - при й пов твляю ся к ашиностроеьтраз уковой обравляется обеспечение аботки сферической 00 А,сом,-соваемой с ер, оп осью ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ А ВТОРСНОМУ(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ(57) Изобрете ние относится к ма ши ностроению, в частности к ультразвуковой (УЗ) обработке. Целью является обеспечение высокой точности обработки сферической поверхности или ее части. Эт достигается тем,Изобретение относитнию, в частности к ул6 отке.Целью изобретения явысокой точности обрповерхности или ее части.Цель достигается тем, что совмещают центр поверхности инструмента в положительной фазе колебаний с геометрическим центром обрабатываемой сферы. Для этого инструмент доводят до касания с деталью, а затем смещают его по вертикали на величину, определяемую по формуле 1=Л - Йайа - Ксава+- Агде К - радиус,обрабатыЙк - радиус инструмента;А 1 - амплитуда колебаний в тределяемой углом а 1,А 1 - амплитуда колебаний в тоределяемой углом а 2,а - угол между вертикальнойточкой касания инструментали. 15585 О 5 А 1 что обеспечивают равномерный рабочий зазор между фактической поверхностью инструмента в положительной фазе колебаний и поверхностью обрабатываемой сферы. Для этого доводят инструмент до касания. Затем отводят его по вертикали до совмещения центров. Величин смещения определяют по формуле Ь= /й - Кпз 1 а - Ксова+ (А - А 2): (соза 1 - соза 2), где Кд - радиус обрабатываемой сферы; К - радиус инструмента; А - амплитуда колебаний в точке, определяемой углом а, А 2 - амплитуда колебаний в точке, определяемой углом а, а - угол между вертикальной осью и точкоь касания инструмента и детали, 3 ил. поверхность инстру Сй фазе колебаний; е величины смещеер обработки канархности. т следующим обра- МвЙ Сл зом.Между деталью 1 и и истр(фиг, 1) устанавливают зазорчальной стадии, когда инструменлется. При возбуждении колебанмент изменяет свою геометрическпри положительной фазе. колебаческая поверхность инструмента пновое положение, определяемое рнием амплитуд смешений (А, А)ковых колебаний по поверхности иПри этом поверхность инструмеложенная ближе к вертикальнойрии, обладает большей амплитудо(А ) А), чем в периферийной зонеравномерность общеизвестна идля инструментов сферической фотающих в волноводной системе иультразвуковых колеба ний в соультразвуковых станках. Поэтому ументом 2 в первонат не колебий инструую форму и ний сферириобретает аспределе- ультразвунструмента нта, распооси симметй смещения . Такая кеха ра ктер на рмы, рабородольных временных обработка1558505 Для опр смещения Ь окружности Х, Х, У ний:2 ) К+А 1) соза 1 - ( К+ а Соответственн же радиусов при 0,03 мм. В перво глубины канавки во втором случае предложенный сп ному значению з лучшую точность 2 к как А(К формула изобретения А - А 2,соза 1 - соьа 2нои обчей абр между сообща- звуковой с целью е сфери. одят инемой по -- 1 о) 2=К;=Лд - С+о сферической поверхности детали происходит неравномерно в соответствии с неравномерностью распределения амплитуд колебаний на поверхности инструмента.При предлагаемом способе неравномерность рспределения амплитуд колебаний инструмента учитывается при установке зазора между деталью и инструментом.При этом зазор устанавливается таким образом, что в положительной фазе колебаний поверхность инструмента равноудалена от поверхности детали, Достигается это путем совмещения центра детали с центром сферической поверхности инструмента при положительной фазе колебаний. Для этого инструмент должен быть смещен по вертикали от точки касания с деталью на величину, которая определяется геометрическими размерами детали и инструмента, а также распределением амплитуд колебаний по поверхности инструмента. еделения. требуемой величины (фиг. 2) рассмотрим уравнение с радиусом Кдля координат У, и составим систему уравне Я,+(Ъо, - Уо) 2.=К, 2 2 2 2 ХА+ (ай уО) = КАХ 2+ у 2 - 2 УУо+У,2 ==Ха+у - 2 улг уо+уогде Ь=Уэ - У = К - Х, +Уо - У = К - Яз 1 п а - Ксова+ 2 2 2 А 1 - А 2 8 сова в с Следовательно, определив амплитуду колебаний инструмента в положительной фазе в любых двух точках при известных углах, для них можно определить величину Ь, на которую нужно сместить инструмент относительно поверхности касания с деталью для получения необходимого рабочего зазора, обспечивающего равномерность обработки сферической поверхности. Проведена практическая реализация способа на детали с вогнутой сферическойповерхностью радиусом К=10,010 мм. Инструмент выбран с радиусом сферы К=( ) а=а=60 соответственно А 1=20 мкм,а в ( )а 2=90 соответственно А 2=10 мкм.В соответствии с предложенной формулой определены Ь=Уз - У= - 0,04 мм.При отключенных колебаниях инструмента произведено смещение инструмента до касания с деталью. Установлено начальноеположение на индикаторе вертикального перемещения и осуществлен подъем инструмента на расчетную величину Ь=0,04 мм.В зазор между колеблющимся инструментом 2 и деталью 1 подают абразивнуюсуспензию из карбида кремния и воды.Включают колебания и производят обработку детали. Процесс съема материала сдетали происходит за счет преобразованияЗ 5 кинетической энергии зерен абразива, получаемой от инструмента, в механическуюработу разрушения материала детали.Точность обработки 0,5 мкм при глубине канавок 3 - 4 мкм. Время обработки20 с. обработаны детали тех величине зазора 0,05 и м случае неравномерность по вертикали 2,0 мкм, а1,8 мкм, Следовательно, соб обработки по расчетзора Ь обеспечивает наипо глубине канавки. Способ ультразвуковой размер работки, осуществляемый .с пода разивной суспензии в рабочий зазо деталью и инструментом, которому ют продольные колебания ультра частоты, отличающийся тем, что,повышения точности при обработк ческой поверхности или ее части, дов струмент до касания с обрабатывагде К -йА 1 -БА 2 -А - Ац щ+сой - сойар верхностью, после чего смещают его по вертикали от точки касания до совмещения центра рабочей поверхности инструмента в положительной фазе колебаний с геометрическим центром обрабатываемой сферы, причем величину смещения й определяют. по формуле радиус обрабатываемой сферы;радиус инструмента;амплитуда колебаний поверхностиинструмента в точке, определяемойуглом а,то же, в точке, определяемой углом й 2,угол между вертикальной осью инструмента и точкой касания инструмента и детали.макова Производств Сост ави Тех ред Тираж 3 арственного комитета по 113035, Моск в а, Ж - 3 но-издательский комбин Редактор И. Ш Заказ 796НИИПИ Госу тель М. КлимовскаяИ. Верес Корректор М, Шароши81 Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР5, Раушская наб д. 4/5ат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101