Способ ультразвукового точения и устройство для его реализации

,216,звуковоематериало .249. езанье , - М.: оси пол сякм ован иностроери ультрая является повышеи увеличение произсхема прод щий вид уст а; на фиг.3 -иг,4 - схема е; на фиг.5 -вид по стреольного рсйства вид по креплеразрез кеВ на ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский институт кино ров(56) Авторское свидетельМ 418310, кл. В 24 В 1 УОД.Кумабэ, ВибрациоМашиностроение, 1985,Марков А.И, УльтратруднообрабатываемыхМашиностроение, 1968,(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ТОЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение отн нию и может быть ис звуковом точении. Целью изобретени ние качества обработки водительности,На фиг.1 показана точения; на фиг.2 - об для реализации способ стрелке А на фиг.2; на ф ния резца на волновод Б - Б на фиг.4; на фиг,6 -фиг.4.Существо способа состоит в том, что, льтразвуковые колебания передаются в зоу резания в направлении равнодействующей сил резания. Это осуществляется 4 В 1/04, В 23 В 37/(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ультразвуковом точении. Цель изобретения - повышение качества и производительности. При точении ультразвуковые колебания передаются в зону обработки в направлении равнодействующей силы резания путем наклона волновода с установленным на его конце резцом в плоскости по направлению подачи и в плоскости, перпендикулярной оси заготовки (оси центров станка). В устройстве для реализации способа на волноводе 16 перпендикулярно торцу выполнено коническое отверстие 17 с дуговой прорезью, В отверстии 17 установлен конический стержень, в котором размещена цилиндрическая державка 23 с резцом 24. 2 с.п.ф-лы, 6 ил,установкои волновода с резцом в плоскости, перпендикулярной или параллельной оси заготовки (оси центров станка) и в плоскости по направлению подачи.При вращении заготовки 1 со скоростью Ч и подачей Б инструмента, при срезании слоя определенной толщины (глубиной резания ) обрабатываемый материал оказывает сопротивление с силой Р, которую можно раЗЛОжИтЬ На СОСтаВЛяЮщИЕ Рх, РУ, Р, Каждая из составляющих влияет не только на процесс резания, но и на заготовку, инструмент и станок, обуславливая качество обработки (точность геометрии, шероховатость поверхности) и производительность, При введении ультразвуковых колебаний в зону резания в направлении Р значительно сни1685687 20 40 45 50 55 жается ее величина и в определенной сте. пени уменьшается Ру, Однако наибольший эффект повышения качества и производительности обработки может быть достигнут при максимальном снижении всех трех составляющих, что возможно при введении ультразвуковых колебаний е зону резания по направлению равнодействующей силы Р, Это обеспечивается, когда волновод с закрепленным на его конце резцом, установлен в двух плоскостях под углами О и Ог: Р, Рх01 = агст 9 - : Ог = агс 9 - .РРЗначения составляющих определяются с учетом свойств обрабатываемого материала сталей с различными свойствами, чугунов, цветных сплавов), с выбором оптимальной, с точки зрения стойкости, геометрии и материала резца и значениями режимое резания, обеспечивающими при наложении ультразвуковых колебаний обработку материалов с высоким качеством и бол ьшей произеодител ьностью, например, со скоростями резания в пределах 30-70 м/мин, глубиной резания в диапазоне до 2 мм и подачей до 0,2 мм/об.Значение угла О 1 целесообразно брать е пределах 30-46, Ог - е пределах 20-35.При продольном точении и обработке торцевых поверхностей волновод будет наклонен под углом О 1 в плоскости, перпендикулярной оси центров станка,и под углом Ог в направлении продольной подачи(оси центров станка), Бо втором случае значение Ог буцет небольшим.При разрезке заготовки или изготовлении кольцевых канавок, когда отсутствует составляющая Рх, наклон волновода производится только под углом О 1 в направлении радиальной подачи.Существенное влияние на процесс обработки оказывают параметры ультразвуковых колебаний.Диапазон частот целесообразно брать в пределах 18 - 45 кГц, амплитуды от 2 до 25 мкм.Скорость резания при частоте 18-25 кГц не должна превышать 40 - 45 м/мин, а при частоте 40 - 45 кГц должна быть не более 70 м/мин.Увеличение подачи свыше 0,2 мм/об и глубины резания более 2 мм ведет к снижению качества обработки. Устройство предназначено для обработки деталей точением с высокими показателями качества поверхностей и производительности. Это осуществляется путем оснащения акустической головки двумя кольцевыми направляющими, установленными на корпусе и еолноводе подвижно с воэможностью фиксации разворота привода вокруг оси и планки с дуговой и прямолинейными прорезями, соединенными между собой и с направляющими с возможностью разворота устройства по дуге и прямолинейного его 10 перемещения с фиксацией положения, Ха , конце криволинейного волновода перпендикулярно его торцу выполнено коническое отверстие с дуговой прорезью в средней его части под углом 30, а конический стержень имеет цилиндрическое отверстие, размещенное напротив прорези на уровне диаметрального разреза стержня.Оснащение ультразвуковой головки кольцевыми направляющими, планками с дуговой и прямолинейными пазами, соединенными между собой и устройством с возможностью его разворота по дуге и вокруг своей оси, а также конического отверстия с дуговым вырезом в средней части, выполненного на конце волновода в плоскости. перпендикулярной его оси, и конического стержня с цилиндрическим отверстием в средней части, обеспечивает наклон волновода в двух плоскостях, а резцу-ориентацию вокруг оси и в одной из плоскостей наклона волновода,Акустическая система состоит из магнитострикционного преобразователя 2, концентратора 3, размещенного в корпусе 4 и скрепленного с ним посредством фланца 5, На корпусе и прямолинейной части волновода установлены кольцевые направляющие 6 и 7, имеющие разрезы в верхней части, с первой иэ них посредством стойки 8 соединена с одного конца планка 9 с дугообразной частью 10 и дуговым вырезом 11. Планка 9 вместе с угловой планкой 12, выполненной с прямолинейными вырезами 13 и 14, посредством стойи 15 скреплена со второй кольцевой направляющей 7. Обе планки дополнительно соединены между собой в месте вырезов 13 и 14, На конце криволинейной части волновода 16 выполнено коническое отверстие 17 с дуговым вырезом 18 в средней части. В этом отверстии установлен конический стержень 19, изготовленный с диаметральным разрезом 20, резьбовым стержнем 21, с гайкой 22 и цилиндрическим отверстием в средней части, в которое установлена цилиндрическая державка 23 с резцом 24 Наладка проводится следующим образом. Привод с помощью угловой планки 12закрепляется в резцедержателе токарногостанка, затем в цилиндрическое отверстие конического стержня 19 устанавливается державка 23 с резцом 24, Путем поворота вокруг своей оси устройство разворачивает ся в кольцевых направляющих 6 и 7 до получения заданного значения угла 02 и производится фиксация такого положения посредством стяжки направляющих в месте их разреза болтами, Далее расслабляется 10 крепление планок со стойками 8 и 15 и производится перемещение головки относительно стойки 15 по дуговой прорези 11 планки 9 до получения требуемого значения угла 01 с последующей фиксацией путем 15 скрепления планки 9 со стойками 8 и 15. Затем осуществляется ориентация резца в направлении обрабатываемой поверхности путем его разворота вокруг оси в цилиндрическом отверстии конического стержня 19 и 20 перемещением по дуговой прорези 18 с последующим закреплением (затяжкой) посредством резьбового стержня 21 и гайки 22. После ориентации резца расслабляется крепление планок в прямолинейных проре зях 13 и 14 и головка с помощью регулировочно го винта 25 перемещается в вертикальной плоскости до совмещения вершины резца с осью центров станка, и это положение фиксируется затяжкой болтов в 30 местах прорезей 13 и 14,После наладки резцедержатель с устройством перемещается в положение обработки. Устройство реализует преимущества способа точения с ультразвуком за счет передачи ультразвуковых колебаний в направлении равнодействующей сил резания посредством ориентации волновода с закрепленным на его конце резцом относительно оси центров станка в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Это позволяет повысить точность изготовляемых деталей в пределах одного квалитета и уменьшить шероховатость поверхности в 2 - 3 раза, увеличить производительность в 1,5 - 2 раза, использовать его на стандартных токарных станках,Формула изобретения 1. Способ ультразвукового точения, при котором возбуждают ультразвуковые колебания в инструменте, соединенном с волноводом акустической головки, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, колебания в зону резания вводят в направлении равнодействующей сил резания.2. Устройство для ультразвукового точения, содержащее резцедержатель, закрепленный на волноводе, установленном с возможностью перемещения в одной плоскости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности точения, волновод выполнен изогнутым, а резцедержатель установлен с возможностью углового поворота и фиксации положения.1685687 2 гя Фиг 4 ставитель В,Дрожалхред М.Моргентал дактор А.Зробок рректор О,Ципл Производственно-издательский комбинат "Патент", т. Ужгород, ул.Гагарина,аказ 3561 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5