Способ обработки плоских деталей

О П И С ГЙЙ"Еи 779097 Союз СоветскихСоциалистическихУеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл.з с присоединением заявки йо(23) Приоритет В 28 0 1/00 Государственный комитет СССР но делаю изобретенийОпубликовано 15,1180. Бюллетень Мо 42 Дата опубликования описаимю 15. 11. 80(72) Авторы изобретению П. Н. Орлов и Г. Р, Сагателян Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного.Знамени высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана 71) Заявитель(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ 2 Изобретение относится к механической обработке, в частности к технике доводки твердых хрупких метариалов, и может быть использовано в приборостроительной промышлейности приобработке плоских поверхностей полупроводников и диэлектриков.Известен способ шлифовки листово-.го стекла, при котором шлифованиеосуществляется ударным действием.зерен абразива, вибрирующих в пульпе,находящейся на поверхности шлифуемо-.го стекла под влиянием ультразвуковых колебаний шлифовальника, выполненного в виде пластины. При этом 15стекло и шлифующая пластина перемещаются относительно друг друга Щ .Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ обработки плоских 2 адеталей путем наложения на притирультразвуковых колебаний 123,Недостатком этих способов является неравномерный износ поверхностипритира из"за того, что различные 25участки притира имеют различную амплитуду колебаний.Цель изобретения - обеспечениеравномерного износа поверхности при-ира. Поставленная цель достигается тем,что в способе обработки плоских деталей осуществляемой путем наложенияна притир ультразвуковых колебаний,в Процессе обработки осуществляютпериодические изменениячастоты ультразвуковых колебаний притира и соответственно изменяют его диаметр.Кроме того частоту ультразвуковых "- колебаний можно изменять в пределах 45-20 кГц,а диаметр притира изменятьот 100 - до 140 мм соответственно.На фиг. 1 изобрежено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуковйх колебаний и эпюры ожидаемого износа притира; на фнг.3 - схема обработки плоских деталей с применением кольцевой приставки; на фиг. 4 - .эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуко.вых колебаний и эпюры ожидаемого износа прнтира при применении кольцевой приставки.Устройство,реалйзувщее предлагаемый способ состоит из притира 1, на котором при наложении ультразвуковых колебаний.возникают узловые линии 2, и кольцевой приставки 10.Способ осутт.ес твпяется слелуш;и им образом.При наложении ультразнуковых колебаний на притир 1, выполненный в форме круглой пластины в зависимости от гиатериала притира, его геометрических размеров и частоты ультразвуковых колебаний, картина распределения амплитуды по рабочей поверхности гтрйтира имеет в общем случае п узловых диаметров и Б узловь.х окружностей 2, вдоль которых амплитуда равна нулю. При этом частота накладываемых ультразвуковых колебаний должна быть равна одной из собственных частот колебаний притира, которые определяются по формуле15 где Й - собстветтттая частота колебаний притира, кГц;Кгт;- собственное число, зависящее от количества узловь.хокружностей и диаметров;тблщина притира, см;а - радиус притира, см;Е - модуль упругости материала 25притира, кГссм/Ч - коэффициент Пуассона материала притира;Б - плотность материала притира,кГ/см, 30ЗначениЯ собствЕнного числа Кипри материале притира, например чугун (тг = О, 25), приведещ в табл. 1(3), В табл. 2 (3) приведены отношения радиусов узловых окружностей З 5к радиусу притира при различных количествах узловых окружностей и диаметров,Пример 1.Обработка заготовок, наклеенныхна план 4 производится на кольцевомпояске АВ, выполненном на притире1Если притир 1 имеет диаметр 00 мми толщину )т = 7 мм и выполнен из чугуна, то для получения Формй"колебаний, показанной на фиг,2,. надо наложить на притир колебания с частотой Е = 20 кГц. Распределение амплитуды ультразвуковых колебаний вдольрадиуса притира 1, показанное эпю рой 5 приводит к неравномерному износу пояска АВ, При догущении того, что износ в каждой точке притира пропорционален амплитуде ультразвуковых колебаний в этой точке, построена эпюра б ожидаемого износа пояска АВ.При наложении на этот же притир ультразвуковых когебаний с частотой Г= 45,1 кГц распределение амплитуды ультразвуковых колебаний вдоль ра диуса притира 1, показанное в этом случае энюрой 7 приводит при допуще"ййй пропорциональности величины износа амплитуды колебаний в каждой точке к эпюре 8 ожидаемого йзноса. 5 Суммируя эггюру 6 ожидаемого язвноса с эгтюрой 8 ожидаемого износа,получаем зпюру 9 суммарного износа,Суммарное отклонение от плоскостности 61 принципиального меньше, чемотклонение от плоскостности Ь и Ь2после работы на каждом из режимов вотдельности, Следовательно, изменяячастоту колебаний, можно осущест-.влять правку притира,Таким образом, периодически переключая частоту накладываемых ультразвуковых колебаний с диапазона22+5 кГц на диапазон 44+5 кГц добиваются периодического перемепенияузловых окружностей и окружностейпучностей, а вместе с ними и зонпреимут:;ественного износа по гтоверхности притира, чем достигается равномерный его износ,П р и м е р 2, Схема обработки показана на фиг. 4,Обработка заготовок 3, наклеенных на план 4 гтроизводится на кольцевом пояске СЛ, выттостненном на притире 1, причем имеется возможность кпритиру 1 периодически гтолжимать кольцевую приставку 10.Гсли притир 1, вт:т олненный из чугуна, имеет диаметр 100 мм и толпину7 мм, то при наложении на негоультразвуковых колебаний с частотойГл = 45,1 кГц распределение амплитудыультразвуковых колебаний, показанноеэпюрой 11 приводит к неравномерному износу пояска СР. Эпт:ра 12 ожидаемого износа пояска СР построена в предположении пропорциональности износа каждой точки притира амплитуде ультразвутсовьх колебаний в этой точке.При поджатии к притиру 1 кольцевой приставки 10 с наружным диаметром140 мм толщиной и Й = 7 мм и переключении частоты накладываемых колебаний на Г= 23 кГц, притир 1 и кольцевая приставка 10 колеблются как одно целое. Распределение амплитуды ультразвуковых колебаний, показанное зпюрой 13, приводит к износу пояска СР, показанному на эпюре14 ожидаемого износа.Суммируя эпюру 12 ожидаемого износа с эпюрой 14 ожидаемого износа, получаем эпюру 15 суммарного износа.Таким образом, переключая периодически частоту накладываемых на притир ультразвуковых колебаний, в данном случае с диапазона 445 кГц на диапазон 2215 Ъ кГтт,при одновременном изменении диаметра притира, а именно, изменяя диаметр со 100 мм на 140 мм, можно нзаимно компенсировать неравномерность износа отдельных его эон.Применение предлагаемого способанаиболее эффективно при наложенииультразвуковых колебаний на доводкунаиболее хрупких неметаллических ма77 10 Таблица) и = 0 и = 1 и = 2 и 0 2,348 3,571 1 2,982 4,518 5,940 7,291 2 6,192 7,729 9,186 10,600 3 9,362 10,903 12,381 13,821 4 12,519 14,024 15,556 17,015 Таблица 2- Оп=1 п=2 п=З 0,847 1 0,680 0,781 0,822 0,925 0,841 0,871 0,890 0,391. 0,497 0,562 0,605 0,939 0,704 0,460 0,893 0,932 0,936 0,591 0,643 0,678.0,257 0,351 0,414 0,941 0,946 0,950 0,951 О 691 О 723 О 746 О 763 4 0,441 0,498 0,540 0,572 0,192 0,272 0,330 0,374 териалов в с.вязи с тем, что дисперсирование материала заготовки проис-ходит вследствие массового ударноговоздействия зерен абразива на поверхность обрабатываемой заготовки, атакже на доводку вязких материалов,так как при наложении ультразвуковыхколебаний проис:ходит дополнительноеохрупчивание поверхностных слоевзаготовки, заклкчакк 1 ееся в интенсиФикации процессов зарожгн.ния и рас -прос:транения микротрещин,Наложение ультразвука позволяетповысить производительность доводкихрупких материалов (лейкосапфир) в1,2-2,0 раза по сравненик с обычной,а вязких материалов (нержавеющаясталь Х 18 Н 9 Т) в 2,5-3,0 раза, приэтом шероховатость обработанной поверхности, не ухудаается,77 Формула изобретения1, Способ обработки"плоских деталей путем-наложения на притир уль"травэуковыхколебаний, о т л и- "ч а ю ц и й с я тем, что, с цельюобеспечения равномерного износа поверхности притира, в процессе обраЮгкй осукествляют периодическое изменейие частоты ультразвуковых колебаний притира и соответственно изменяют его диаметр.2, Способ по п. 1 о т л и ч а ющ и й с я тем, чтс частоту ультра 909 7звуковых колебаний изменяют в пределах 45-20 кГц, а диаметр притира изменяют соответственно от 100 до 140 мм. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Гонткевич В. С. Собственныеколебания пластинок и оболочек.К.,1964, с. 46,2, Авторское свидетельство СССР,О М 62632 кл, В 24 в 7/24, 1974. (прототип).