Способ обработки плоских деталей

 

О П И С Й Й-"-Е

<>779097

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт, свид-ву (22) Заявлено 01. 12. 78 (21) 2689670/29-33 (51)М. Кл. с присоединением заявки No (23) Приоритет

В 28 D 1/00

Государственный комитет

СССР но делаю изобретениЯ

- и открытиЯ

Опубликовано 15.11,80, Бюллетень Мо 42

Дата опубликования описаимю 15. 11. 80

{53) УДК 679.8.053. .3(088.8) (72) Лвторы изобретению

П. Н. Орлов и Г. P. Сагателян

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного .Знамени высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕР

Изобретение относится к механической обработке, в частности к технике доводки твердых хрупких метариалов, и может быть использовано в приборостроительной промышлейности при обработке плоских поверхностей полупроводников и. диэлектриков.

Известен способ шлифовки листового стекла, при котором шлифование осуществляется ударным действием.зерен абразива, вибрирующих в пульпе, находящейся на поверхности шлифуемого стекла под влиянием ультразвуковых колебаний шлифовальника, выполненного в виде пластины. При этом стекло и шлифующая пластина переме» щаются относительно друг друга Щ .

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки плоских 26 деталей путем наложения на притир ультразвуковых колебаний j2) .

Недостатком этих способов являет» ся неравномерный износ поверхности . притира из-за того, что различные -25 участки притира имеют различную амплитуду колебаний.

Цель изобретения - обеспечение равномерного износа поверхности при-ира.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки плоских деталей осуществляемой путем наложения на прнтир ультразвуковых колебаний, в процессе обработки осуществляют периодические изменения частоты ультразвуковых колебаний притира и соответственно изменяют его диаметр.

Кроме того частоту ультразвуковых колебаний можно изменять в пределах

45-20 кГц,а диаметр притира изменять от 100 — до 140 мм соответственно.

На фиг. l изобрежено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 — эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуковйх колебаний и эпюры ожидаемого износа притира; на фиг.

3 - схема обработки плоских деталей с применением кольцевой приставки; на фиг. 4 - .эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуко.вых колебаний и эпюры ожидаемого износа притира при применении кольцевой приставки.

Устройство, реалйзующее-предлагаемый способ состоит из притира 1, на котором при наложении ультразвуковых колебаний.возникают узловые линии 2, и кольцевой приставки 10.

779097

Способ ocVIi.ес твгяется лещук;и им образом.

При наложении угьтразнуковых когебаний на притир 1, выпогненный в форме круглой пластины в зависимости от материага притира, его геометрических размеров и частоты ультразвуковых колебаний, картина распределения амплитуды по рабочей поверхности

1трйтира имеет в общем сгучае и узловых диаметров и S узловых окружностей 2, вдоль которых амплитуда равна нулю. При этом частота накладьнаемых ультразвуковых колебаний догжна быть равна одной из собственных частот колебаний притира, которые определяются по формуле

15 где f — собстветтттая частота когебаний притира, кГц; собственное число, зависящее от количества узговь.x окружностей и диаметров; толптина притира, см; а †. радиус притира, см;

E — модуль упругости материала 25 притира, кГсл см

/, 2

V — коэффициент Пуассона материaz:à ïðI»òèðà;

S — плотность материала притира, KI /см. 30

Значения собствЕнного числа K„ > при материале притира, например чугун (U = 0,25), приведещ- в табл. 1 (3). В табл. 2 (3) приведены отношения радиусов узловь.х окружностей к радиусу притира при различных количествах узловых окружностей и диаметров.

Пример1.

Обработка заготовок, наклеенных на план 4 производится на кольттевом пояске АВ, выполненном на притире

Ecr;I» притир 1 имеет диаметр )00 мм и толщиI»y h = 7 мм и выполнен из чугуна, то для получения формй коле- 45 баний, показанной на фиг.2,. надо наложить на притир колебания с частотой Е» = 20 кГц. Распределе ние амплитуды ультразвуковых колебаний вдоль радиуса притира 1, показанное эпю- 50 рой 5 приводит к неравномерному износу пояска АВ, При допущении того, что износ в каждой точке притира пропорционален амплитуде угьтраэвуковых колебаний в этой точке, построена эпюра б ожидаемого износа пояска

АВ.

При наложении на этот же притир ультразвуковых когебаний с частотой

f = 45,1 кГц распределение амплитуды ультразвуковых колебаний вдоль ра- 60 диуса притира 1, показанное в этом случае эдюрой 7 приводит при допуще"ййй пропорциональности величины износа амплитуды колебаний в каждой точке к эпюре 8 ожидаемого йзноса. 65

Суммируя зпюру 6 ожидаемого язв носа с эттюрой 8 ожидаемого износа, получаем зпюру 9 суммарного износа.

Суммарное отклонение от пгоскостности т » принпипиагьного меньше, чем откгонение от плоскостности Ь и Ь

2 после работы на каждом из режимов в отдельности. Следовательно, изменяя частоту когебаний, можно осущест-. влять правку притира, Таким образом, периодически переклт.:чая частоту накладываемых ультразвуковьтх колебаний с диапазона

22+5% кГц на диапазон 44+5% кГц добиваются периодического перемещения узловых окружностей и окружностей пучностей, а вместе с ними и зон преимут:.естветтногo износа пo ттовepxности притира, чем достигается равномерный его износ.

Пример 2. Схема обработки показана на фиг. 4.

Обработка заготовок 3, наклеенных на план 4 ттроизводится на кольттевом пояс ке СЛ, выттолненном на притире 1, причем имеется возможность к притиру 1 периодически ттолжимать кольцевую приставку 10.

ГCJ è притир 1, выт олненньй из чугуна, имеет диаметр 100 мм и толпину

7 мм, то при наложении на него ультразвуковых колебаний с частотой

Гл = 45,1 кГц распределение амглитуды ультразвуковых колебаний, показанное эпюрой 11 приводит к неравномерному износу пояска CD. Эпт=ра 12 ожидаемого износа пояска CD IIorтроена в предположении IlpoITopI<èoíàëüíoñòè изнс са каждой точки притира ампгитуде угьтраз вут<овь1х коге бан ий в этой точке .

При поджатии к притиру 1 т<ольцевой приставки 10 с наружным диаметром

140 мм толщиной и h = 7 мм и переключении частоты накладываемых когебаний на Й2= 23 кГц, притир 1 и кольцевая приставка 10 колебгются как одно целое. Распределение амплитуды ультразвуковых колебаний, показанное зпюрой 13, приводит к износу пояска CD, показанному на эпюре

14 ожидаемого износа.

Суммируя эпюру 12 ожидаемого I.çноса с эпюрой 14 ожидаемого износа, получаем эпюру 15 суммарного износа.

Таким образом, переключая периодически частоту накладьваемых на притир ультразвуковых колебаний, в данном случае с диапазона 44 5Ъ кГц на диапазон 2215Ъ кГц, 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 способа наиболее эффективно при наложении ультразвуковых колебаний на доводку наибогее хрупких неметаллических ма77(10ч /

Т а б л и ц а 1 п=Оп=- l n=2п

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 — О и = 1 и = 2 n = 3

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

0,893 0,932 0,936

0,591 0,643 0,678. 0,704

0,257 0,351 0,414 0,460

0,941 0,946 0,950 0,951

0,691 0,723 0,746 0,763

4 0,441 0,498 0,540 0,572

0,192 0,272 0,330 0,374 териалОВ В i.-.няз1! с тем чтО дисперсирование материала заготовки проис- ходит вследствие массового ударного воздействия зерен абразива на поверхность обрабатываемой заготовки, а также на доводку вязких материалов, так как при наложении ультразвуковых колебаний проис:ходит дополнительное охрупчивание поверхностных слоев заготовки, закл1чак1яееся в интенсифика1.,ии процес с.ов зарожг1ен11я и рас— про стра не ни я ми к рот ре1аи11.

Наложение ультразВука позволяст

-ПОВЬ1ГИТЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДОВОДКИ хрупких материалов (лейкосапф11р) в

1,2-2,0 раза по сравненик с обычной, а вязких материалов (нержавеющая сталь X18H9T) в 2,5-3,0 раза, при этом 111ероховатость Обработанной поверхности, не ухуд111ается.

\ « э ъюзВ4««

77

9097

Формула изобретения

1. Способ обработки "плоских деталей путем-наложения на притир уль "траЗВуковых колебаний», о т л и ч а ю i4 и и с я тем, что, с целью обеспечения равномерного износа поверхности притира, в процессе обра«&гкй"осув еств«ляг периодическое из менейие частоты ультразвуковых колебаний притира и соответственно изменяют его диаметр.

2, Способ по п. 1 о т л и ч а юшийся тем, что частоту ультразвуковых колебаний изменяют в пределах 45-20 кГц, а диаметр притира изменяют соответственно от 100 до

140 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гонткевич В. С. Собственные колебания пластинок и оболочек.К., 1964, с. 46.

2. Авторское свидетельство СССР, 10 М 62632 кл. В 24 в 7/24, 1974, (прототип).