Способ ультразвуковой обработки микроканавок

Способ ультразвуковой обработки микроканавок

Реферат

 

Изобретение относится к ультразвуковой обработке и может быть использовано при изготовлении канавок на деталях аэродинамических опор гироскопов, деталей из минералокерамики, стекла, камня и т. д. Цель изобретения - повышение точности обработки микроканавок по глубине за счет коррекции торца инструмента. Корректировку инструмента 1 перед обработкой производят непосредственно на станке, помещая плоский притир 3 между рабочим торцом инструмента и поверхностью обрабатываемой детали 2. Доводку осуществляют с подачей на инструмент статической рабочей нагрузки и ультразвуковых колебаний с режимами, соответствующими режимам последующей обработки деталей. Нанесение канавок производят, не меняя положения детали. 2 ил.

Изобретение относится к ультразвуковой обработке и может быть использовано при изготовлении канавок на деталях аэродинамических опор гироскопов, деталей из керамики, стекла, камня и т. д. Цель изобретения повышение точности обработки микроканавок по глубине за счет коррекции торца инструмента. Это достигается тем, что при ультразвуковой обработке микроканавок с предварительной правкой инструмента между рабочей поверхностью детали и торцом инструмента размещают плоский притир и инструменту сообщают статическую рабочую нагрузку и ультразвуковые колебания, такие же как при последующей обработке. На фиг. 1 и 2 представлены рабочий инструмент и обработанная канавка. Способ осуществляют следующим образом. Между ультразвуковым инструментом 1 и деталью 2 размещен притир 3. При ультразвуковой размерной обработке полостей малой глубины (микроканавок) свободным абразивом профиль дна канавок не соответствует профилю рабочего торца инструмента. При обработке микроканавок инструментом с плоским рабочим торцом дно канавок получается не плоским, а с углублением. Причем величина углубления может достигать величины, превышающей допуск на глубину микроканавок. Например, при обработке микроканавок глубиной 5 1 мкм величина углубления достигает 2 мкм. Для получения равномерной глубины микроканавок рабочий торец инструмента необходимо корректировать. Форма торца 4 инструмента должна быть соответствующей, приведенной на фиг. 2. Инструмент 1 в процессе обработки микроканавок изнашивается, причем износ рабочего торца 4 инструмента 1 происходит неравномерно: в центре износ больше, а на краях меньше. Инструмент в процессе обработки корректируется, но этот процесс происходит медленно. Поэтому необходимо предварительно подготавливать рабочий торец инструмента на плоском притире, например, из стали, закаленной до максимальной твердости (HRC 50-62). На верхнюю сторону 5 притира 3 наносят доводочную пасту с более "тонким" абразивным зерном, чем при обработке деталей. Доводку осуществляют с возбуждением в инструменте 1 ультразвуковых колебаний с параметрами, соответствующими параметрам ультразвуковых колебаний, используемых при последующей обработке микроканавок. При доводке притир 3 равномерно перемещают в горизонтальной плоскости так, что каждый раз он соприкасается с инструментом 1 новыми участками и изнашивается равномерно. Рабочий торец 4 инструмента при доводке изнашивается неравномерно. Более интенсивно изнашивается центральная часть рабочего торца, а периферийные участки изнашиваются менее интенсивно. В результате после доводки на торце инструмента появляется выемка, более глубокая к центру и исчезающая у периферии, т. е. рабочий торец принимает вид, соответствующий показанному на фиг. 2. Полученная выемка позволяет получать микроканавки с плоским дном 6 с точностью не ниже 2 мкм. Момент окончания доводки определяют путем периодического визуального контроля состояния рабочего торца инструмента. Так как шероховатость торца инструмента после его доводки и исходная его шероховатость заметно различаются, то в процессе доводки торца можно определить готовность инструмента к работе при достижении равномерной шероховатости по всей площади рабочего торца. Эта операция осуществляется с помощью источника бокового освещения торца инструмента и зеркала при периодическом подъеме инструмента с одновременным выключением ультразвуковых колебаний. Периодичность доводки определяют путем инструментального контроля качества (формы) канавок. Практически без доводки можно обрабатывать по 7 10 деталей с сохранением заданной точности по глубине. Притир предназначен только для доводки рабочего торца инструмента и после доводки убирается из рабочей зоны, так как не имеет прямого отношения к обработке канавок. После удаления притира из рабочей зоны доведенный рабочий торец инструмента промывают для удаления остатков пасты. Затем рабочий торец инструмента подводится до касания с поверхностью детали, на которой обрабатываются канавки, в зону обработки подается абразивная суспензия, на инструмент ультразвуковые колебания и производится обработка микроканавок. П р и м е р. Проводится обработка канавок глубиной 0,005 0,001 мм на поверхности напыленной высокопрочным слоем окиси алюминия с микротвердостью 720 1300 кг/мм², плоскостность поверхности, на которую наносят канавки, 0,0003 мм, шероховатость исходной поверхности детали не превышает 0,0005 мм, диаметр обработки детали 24,2 мм. Обработка ведется инструментом полуволновой длины, на рабочем торце которого выполнены зубья, имеющие профиль наносимых канавок, например, логарифмический. Диаметр рабочего торца инструмента 25 мм. Материал инструмента сталь 40Х. Доводка рабочего торца инструмента для придания ему соответствующей формы и положения осуществляется плоским притиром, представляющим собой диск диаметром 60 мм и высотой 20 мм. Непараллельность поверхностей 0,0005 мм, неплоскостность поверхностей 0,0003 мм, шероховатость рабочих поверхностей 0,04 мм, материал СЧ-15. Доводка производится с параметрами ультразвуковых колебаний: рабочая частота 22 кГц, амплитуда ультразвуковых колебаний 10 13 мкм. Усилие прижима инструмента к детали 5 кГс/см², алмазная паста зернистостью 3/2. После доводки притир из зоны обработки убирают, рабочий торец инструмента промывают и обрабатывают микроканавки ультразвуком в абразивной среде. Режимы обработки микроканавок: усилие прижима инструмента к детали 5 кгс/см², величина зерна абразива в суспензии 7/5 мкм. Параметры ультразвуковых колебаний: частота 22 кГц, амплитуда рабочего торца инструмента 10 13 мкм. Уменьшение амплитуды ультразвуковых колебаний при доводке по отношению к амплитуде, используемой при обработке микроканавок, ведет к снижению точности обработки последних по глубине. Увеличение амплитуды ультразвуковых колебаний при доводке приводит к получению на рабочем торце инструмента выемки, по глубине превышающей разброс величины амплитуды на нем. Все это также снижает точность обработки микроканавок.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой обработки микроканавок, включающий предварительную корректировку инструмента непосредственно на станке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки микроканавок по глубине за счет коррекции торца инструмента, между деталью и торцом инструмента помещают плоский притир, на поверхность которого наносят доводочную пасту, и инструменту сообщают статическую рабочую нагрузку и ультразвуковые колебания, при этом режимы при коррекции инструмента и последующей обработке выбирают одинаковыми.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2