Способ обработки материалов алмазным микроточением Советский патент 1993 года по МПК B23B1/00 B23Q11/10 

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано при изготовлении особо точных зеркальных поверхностей методом резания однокристальным инструментом, например точением алмазным однокристальным резцом.

Целью настоящего изобретения является повышение точности обработки заданным режимам при одновременно м повышении качества обрабатываемых поверхностей за счет направленного ввода СОЖ в зону контакта режущего инструмен-- та-с обрабатываемой деталью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключающемся в подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания путем локальной поляризации последней, согласно настоящему изобретению поляризуют сдвиговые поверхностно-акустические

волны на поверхности резца алмазного инструмента.

На фиг.1 показан резцедержатель, общий вид; на фиг,2 - осевое сечение резцедержателя; на фиг.З - резцедержатель, вид сверху; на фиг.4 - схема подключения резцедержателя к генератору тока; на фиг.5 - схема поляризации ПАВ посредством пье- зопакетоврезцедержателя; нафиг.б-схема поляризации ПАВ посредством электро-аку- стического устройства; на фиг.7 - схема рас- пространения СОЖ на поверхности алмазного резца.

Резцедержатель (фиг.1, 2, 3, 4) состоит из корпуса 1, в котором размещена головка 2 резца с вмонтированной в нее алмазной режущей кромкой 3.

Головки 2 резца закрепляется в корпусе 1 резцедержателя вместе с охватывающими

(Л

С

00

со

N

2

ч4

СО

ее пьезопакетами 4 планкой 5 с помощью пиитов б, ввинчиваемых в корпус 1.

Для электрической изоляции пьезопа- котов4 введены изоляционные прокладки и 8.

Длп подведения к пьезопакетам электрического напряжения используются проводники 9 и 10.

Подвод электропитания к резцедержателю осуществляется через гнездо 11, раз- мещенное о корпусе 1 в электроизоляционной втулке 12 от генератора электрического тока 13.

Проводники 9 и 10 подключены к контактному гнезду 11.

Головка 2 резца электрически соединена с одной положительной и одной отрицательной обкладками пьезопакетов 4 и соединена перемычкой с корпусом 1.

Электро-акустическое устройство (фиг.6) включает диэлектрическую режущую кромку 14, пьезоэлемент 15 решетчатого преобразователя 16.

Способ осуществляется следующим образом. Поляризация сдвиговых ПАВ может быть осуществлена посредством различных технических средств.

П р и м е р 1. Генератор электрического тока 13 (фиг.4) подключают разноименными полюсами к охватывающим головку резца 2 резцедержателя 1 пьезопакетам 4 через проводники 9 и 10(фиг,1, 2). Таким образом происходит поляризация пьезопакетов 4, которые поляризуют под углом а рабочие поверхности резца 2, благодаря чему на по- следних образуются сдвиговые поверхностно-акустические волны V (см. фиг.5).

П р и м е р 2. От источника тока напряжение передается решетчатому преобразователю б, который формирует поверхностно-акустические волны на пье- зоэлементе 5, ПАВ передается на рабочую поверхность режущей кромки 14.

В результате образования сдвиговых поверхностно-аккустических волн на рабо- чих поверхностях резца 2 (по примеру 1) и режущей кромки 14 (по примеру 2) между вышеуказанными рабочими поверхностями и обрабатываемой деталью образуются полости с амплитудой А (фиг.6, 7), которые захва- тывают СОЖ и атмосферный воздух.

Механизм перемещения СОЖ может быть представлен следующим образом. В ограниченных твердых телах могут возникать различные типы волн (продольные, попереч- ные и др.). Скорость распространения волн различного типа разная, однако, несмотря на то, что поверхностная волна имеет скорость распространения несколько меньшую, чем скорость волн другого типа, тем не менее эта

скорость составляет для алмаза 5000 м/с, т.е. на 3 порядка большую скорости схода стружки (скорость распространения волны в жидкости СОЖ имеет тот же порядок). Скорость схода стружки при линейной скорости точения GOO м/мин составляет 10м/с. Сопоставляя скорость распространения поверхностной волны, перемещающую СОЖ, и скорость схода стружки, векторы которых направлены навстречу друг другу (фиг.7), можно сделать выводы, что, несмотря на противодействие вектора V 1 схода стружки вектору V 2, скорости распространения поверхностной волны, суммарное действие вектора V 3 скорости движения СОЖ имеет значение порядка . 5000 м/с. На границе раздела сред,какой является полупространство в зоне контакта поверхности режущего элемента и обрабатываемого материала, энергия поверхностной волны будет перераспределяться между твердым полупространством и слоем СОЖ, а фазовая скорость последней будет зависеть от толщины слоя и длины волны ( .)

Глубина проникновения волны в полупространство меняется от долей до многих в зависимости от толщины слоя h, частоты w и параметров сред.

При h 0 глубина проникновения волны в полупространстве стремится к бесконечности, и волна переходит в обьемную (Ультразвук, маленькая энциклопедия, под ред. Голямина И.П., Изд. Советская энциклопедия, М., 1979, стр, 256). Таким образом, поверхностная волна, возбуждаемая на поверхности резца режущего инструмента, приобретает способность перемещения определенного объема СОЖ в заданном направлении.

Таким образом СОЖ и атмосферный воздух поступает в место контакта режущего инструмента с обрабатываемой деталью независимо от места нахождения этого контакта, так как СОЖ и атмосферный воздух, поступая на поверхность алмазного резца, связана с последним,

Формула изобретения

Способ обработки материалов алмазным микроточением, заключающийся в подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания путем локальной поляризации последней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки при одновременном повышении качества обрабатываемых поверхностей за счет направленного ввода СОЖ з зону контакта режущего инструмента с обрабатываемой деталью, на рабочих поверхностях алмазного инструмента поляризуют сдвиговые поверхностно-акустические волны.

л

Использование: изготовление сверхточ- ных зеркальных поверхностей. Сущность изобретения: способ заключается в подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону контакта режущего инструмента с обрабатываемой деталью. Поляризуют сдвиговые поверхностно-акустические волны на рабочих поверхностях резца алмазного инструмента, что позволяет повысить точность обработки, качество обрабатываемых поверхностей, снижение сил резания. 7 ил.

(

А

X

1 4

/

7

фи&4«7 1

cpt/2.5

A-A

A

фие.6

рМ.7