Способ обработки отверстий

 

В ..В. Клубович, В.Д. Харламенков, Г.С. Басенак иА-.В;:Мосин., 7 < г.",-,, Y,1

t... г

Витебское отделение Института физики твердеуВ-!тeлa., и полупроводников AH Белорусской ССР:, Ю (72) Авторы изобретения (7() Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Изобретение относится к обработке отверстий, преимущественно к полировке отверстий в алмазных волоках,и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ абразивной обработки отверстий в диэлектрических материалах с помощью ферромагнитного абразивного порошка, при котором a6pa-. зивный порошок перемещают по контуру обрабатываемого отверстия вращающимся, магнитным полем. При этом скорость перемещения зерен ферромагнитного порошка достигает 1000 м/с (11.

1f

Недостатком способа является то, . что обработка отверстий малого диаметра, например 200 мкм и менее, затруднена, так как.абразивным зернам невозможно сообщить большие скорости перемещения.

Известен также способ обработки отверстий в волоках с помощью вольфрамовой перематываемой проволоки, при котором проволоке сообщают ультразвуковые колебания от двух преобразователей:н.одновременно перемещают ее вдоль образующей отверстия волоки, волоке же сообщают вращение и возвратно-поступательное перемещение вдоль ее оси f2 J. недостаток этого способа состоит в том, что интенсивность ультраэвуко" вых колебаний зависит от усилия прижатия проволоки к образующей отверстий и количества абразивных зерен в .зоне. обработки. Кроме того, вследствие сложной кинематики движения проволоки, и волоки невозможно получить малые отверстия точной геометрической формы. При увеличении скорости вращения волоки на точность обработки влияют радиальное биение в подшипниках(При значительных скоростях обра ботки под действием центробежных сил меньшее количество зерен попадает в зону обработки. 93139

Цель изобретения - улучшение точности и качества обработки.

Указанная цель достигается тем, Нто при обработке непрофилированным инструментом проволокой, колеблющимrs изгибно с ультразвуковой частотой, при подаче в зону обработки магнитоабразивного порошка, ультразвуковые колебания проволоке сообщают от колеблющейся волоки, проволоку допол- .10 нительно перемещают по контуру отверстия, амплитуда изгибных колебаний проволоки будет в пределах 0,005-0,015 ее диаметра, а диаметр проволоки задают 0,9-0,95 исходного диаметра от- 15 верстия.

Обработка отверстия происходит в результате двух процессов - ультразвукового шлифования и ультразвуковой абразивной обработки. 20

Улучшение точности и качества обработки (снижение шероховатости и повышение диаметрической точности при обработке отверстия малого диаметра) достигается путем упрощения кинемати" д ки движения при одновременном сообщении абразивным зернам больших скоростей резания и увеличения их количества в зоне обработки.

На чертеже показана установка, осуществляющая предлагаемый способ.

Установка состоит из основания 1, на боковой стенке. которого располо" жен ультразвуковой преобразователь 2, соединенный с волноводом 3. На кон- °

35 це волновода 3 в пучности колебаний установлена обрабатываемая .волока 4.

Катушка 5 с проволокой 6 закреплена на шкиве 7. Конец проволоки 6 проходит через эксцентричное отверстие в шкиве 7, волоку 4, эксцентричное отверстие в шкиве 8 и закрепляется на катушке 9. Катушки 5 и 9 поочередно приводятся во вращение механизмами (не показаны), которые расположены

45 на торцах шкивов 7 и 8 и служат для периодического перематывания проволо ки с одной катушки на вторую. Шкивы

7 и 8 связаны ременными передачами

10 и 1 1 со шкивами 12 и 13, которые расположены на валу 14.

Последний через ременную передачу

15 связан с приводным механизмом 16.

На ступицах шкивов 7 и 8 установлены кольца 17 и 18 для подвода электрического тока к проволоке 6. На вол55 новоде 3 выполнена канавка, по которой из сопла 19 подается абразивный порошок в зону обработки.

4

Обработку отверстия в волоке осу-, ществляют следующим образом.

На волноводе 3 закрепляют обрабатываемую волоку 4. С катушки 5 конец проволоки пропускают через шкив 7, волоку 4 и шкив 8 и закрепляют на катушке 9 ° Включают ультразвуковые колебания. От колеблющейся волоки колебания сообщаются проволоке. С целью получения максимальной амплитуды изгибных колебаний в проволоке 6 создают стоячие волны. Проволоку 6 через кольца 17 и 18 подключают к электрической цепи, вокруг нее создается магнитное поле, которое притягивает металлизированный абразивный порошок, поступающий из сопла 19 по канавке волновода 3 к проволоке, и подает его в зону обработки. Абразивный порошок, перемещаясь по волноводу 3, приобретает под действием ультразвуковых колебаний кинетическую энергию, что повышает режущие свойства зерен.

Шкивам 7 и 8, на которых расположены катушки 5 и 9 с приводными механизмами, сообщается вращательное движение через ременнь,е передачи 10, 11 и 15 от приводного механизма 16.

Одновременно катушку 9 вращают вокруг ее продольной оси, и на нее наматывается проволока с катушки 5.

В зону обработки подают из сопла 19 по волноводу 3 абразивный порошок.

Вследствие сообщения ультразвуковых колебаний волоке и проволоке абразивные зерна описывают сложные траектории, что увеличивает съем обрабатываемого материала.

На катушку 5 наматывается проволока такой длины, что при полном перематывании ее на катушку 9 происходит полностью обработка отверстий в волоке 4. После полного перематывания проволоки 6 с катушки 5 с волновода 3 снимают обработанную волоку 4,на катушку 5 перематывают проволоку с катушки 9,устанавливают следующую волоку и цикл обработки повторяется.

Для получения отверстий точной геометрической формы необходимо, чтобы диаметр проволоки был меньше диаметра отверстия на величину равную

3-5 диаметрам наибольшего размера абразивного зерна или составлял 0,90,95 от. диаметра отверстия. В этом случае проволока не теряет своей динамической устойчивости, поскольку биение ее ограничено. A так как иэ9313

5 гибные колебания проволока получает в зоне обработки от волоки, то не происходит их гашения и осуществляется интенсивная ультразвуковая обработка. При меньших соотношениях диаметров проволоки и волоки практически невозможно получить отверстия точной геометрической формы, так как происходит его разбивание под дейст;вием ультразвуковых колебаний. Ампли- 10 туду изгибных колебаний проволоки регулируют путем изменения амплитуды колебаний волоки, оптимальная амплитуда колебаний проволоки составляет

0,005-0,015 ее диаметра. 15

Усилие прижима не влияет на амплитуду звуковых колебаний проволоки, так как с увеличением усилия прижима можно увеличить амплитуду на волоке и получить заданную амплитуду колеба- 20 ний проволоки.

Режим обработки отверстий регулируют усилием прижима проволоки к волоке, скоростью перемещения проволоки в волоке, силой магнитного поля, 2s параметрами ультразвукового преобра,зователя и соотношением диаметров обрабатываемого отверстия и проволоки. При малых соотношениях диаметров проволоки и волоки и небольших усилиях прижима проволоки к волоке, а также большой амплитуде колебаний проволоке сообщаются большие амплитуды изгибных колебаний, что не позволяет получать отверстия точной геометрической формы.

Сообщение волоке ультразвуковых колебаний в процессе обработки позволяет также осуществлять активный контроль за выявлением микротрещин по га-4 шению-ультразвука, а при наличии значительных трещин в процессе обработки происходит разрушение волоки.

При обработке предлагаемым способом волоки с диаметром 142 мкм за

91 6

5 мин получают диаметр отверстия

161 мкм при овальности 2 мкм. Шероховатость составляет й,„=0,08.

Способ позволяет повысить производительность процесса обработки отверстий волок в 2-3 раза, уменьшить шероховатость обработанной поверхности отверстия на 1-2 кпасса, получить отверстия с оптимальной овальностью.

Снижение шероховатости и осуществление активного контроля в процессе обработки повышает стойкость волок в 1,21,5 раза по сравнению с обычной обработкой.

Формула изобретения

Способ обработки отверстий, преимущественно.алмазных волок, непрофилированным инструментом — проволокой, при котором инструменту задают ультразвуковые изгибные колебания и перемещают его вдоль образующей отверстия, волоке сообщают вращение и возвратно-поступательное перемещение вдоль оси а в зону обработки вводят магнитно-абразивный порошок, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности обработки, ультразвуковые колебания сообщают волоке, проволоке задают изгибные колебания с амплитудой 0,005-0,015 ее диаметра, производят обход инструментом - проволокой по контуру отверстия, а диаметр проволоки берут 0,9-0,95 исходного диаметра отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 241256, кл. В 24 В 5/08, 1967.

2. Патент Японии М 44-33769, кл. В 24 В, опублик.1969.

931391 "

Составитель В.Дрожалова

Редактор Н.Безродная Техред 3(. Кастелевич . Корректор " Аемчик

Заказ 3612/14 Тираж 882 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,:ул.Проектная, 4