Способ обработки плоских деталей Советский патент 1980 года по МПК B28D1/00 

1

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

Избестен способ шлифовки листоЭо- .

го стекла, при котором шлифование

осуществляется ударным действием.зерен абразива, вибрирующих в пульпе, находящейся на поверхности шлифуемого стекла под влиянием ультразвуковых колебаний ишифЬвальника, выполненного в виде пластины. При этом стекло и шлифукяцая пластина пер дащаются относи ельнь друг друга yj .

Наиболее близким к предлагаемому является-способ обработки плоских деталей путем наложения на притир ультразвуковых колебаний L2J

Недостатком этих способов является .неравномерный износ поверхности v притира из-затого, что различные участки притира имеют различную амплитуду колебаний.

Цель изобретения - обеспечение равномерного износа поверхности .

Поставленная цег.ь достигается тем, что в способе обработки плоских деталей осуществляемой путем наложения на притир ультразвуковых колебаний, в йроцессе обработки осуществляют периодические изменения частоты ультразвуковых колебаний притира и соответственно изменяют его диаметр. Кроме того частоту ультра звуковыХ 0 колебаний можно изменять в пределах 45-20 кГц,а диаметр притира изменять от 100 - до 140 мм соответственно.

На фиг. 1 изобрежено устройство, «с реализующее способ; на фиг. 2 - эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуковых колебаний и эпюры ожидаемого износа притира; на фиг. 3 - схема обработки плоских деталей 56 сприменением кольцевой приставки; на фиг. 4 - эпюры распределения амплитуды накладываемых ультразвуковых колебаний и эпюры ожидаемого изноет притира при применении коль-25 цевой приставки.

Устройство,1реализующее предлагаемый способ состоит из притира 1, на котором при наложении ультразвуковых колебаний вознйкаюГ узловые линии 2, и кольцевой приставки 10. Способ осу11:еств-пяется cjiexvyfctiHM Образом. При наложении ультразнуковкх кол баний на притир 1, выполненный в фо ме круглой пластины в зависимости от материала притира, его геометрических размеров и частоты ультразву новых колебаний, картина распределе ния амплитуды по рабочей поверхност Притира имеет в общем случае п узло вых диаметров и S узловых окружност вдоУгь которых амплитуда равна нулю. этом частота накладываемых ультразв вых колебаний должна быть .равна одно собственных частот колебаний притира, которые определяются по формуле 12(1-V)P где f - собственная частота колебаний притира, кГц; Kf,-j9- собственное число, зависяцее от количества узловых окружностей и диаметров; - толшина притира, см; -радиус притира, см; -модуль упругости материала притира, кГс/см ; коэффициент Пуассона матери ала притира; плотность материала притира кГ/см Значе-ния собственного числа К. при материале притира, например чугун (V 0,25) , приведень в табл. 1 (3). В табл. 2 (3) приведены отношения радиусов узловых окружностей к радиусу притира при различных количествах узловых окружностей и диа метров . П р и м е р 1 . Обработка заготовок, наклеенных на план 4 производится на кольцевом пояске АВ, выполненном на притире 1. Если притир 1 имеет диаметр . 00 и толиину h 7 мм и выполнен из чу гуна, то для получения формй колебаний, показанной на фиг. 2,, надо н ложить на притир колебания с частотой f 20 кГц. Распределение ампли туды ультразвуковых колебаний вдоль радиуса притира 1, показанное эпюрой 5 приводит к неравномерному износу пояска АВ. При допущении того, что износ в каждой точке притира пр порционален амплитуде ультразвуковых колебаний в этой точке, построе на эпюра б ожидаемого износа пояска АВ. При наложении на этот же притир ультразвуковых колебаний с частотой f 45,1 кГц распределение амплитуд ультразвуковых колебаний вдоль радиуса притира 1, показанное в этом случае эпюрой 7 приводит при допуще ййгй пропорциональности величины износа амттлитуды колебаний в казкдой Г точке к эпюре 8 ожидаем6г6 йзн 6са. Суммируя :эпг;ру 6 ожидаемого .износа с эпюрой 8 ожидаемого износа, получаем эпюру 9 суммарного износа. Суммарное отклонение от плоскостности л1 принципиального меньше, чем отклонение от плоскостности Д и Д после работы на калщом из реЯсимор в отдельности. Следовательно, изменяя частоту колебаний, можно осуществлять правку притира. . Таким образом, периодически переключая частоту накладываемых ультразвуковых колебаний с диапазона 22+5% кГц на диапазон 44+5% кГц добиваются периодического переметения узловых окружностей и окружностей пучностей, а вместе с ними и зон преиму1:;ественного износа по поверхности притира, чем достигается равномерный его износ. П р и м е р 2. Схема обработки показана на. фиг. 4 . Обработка заготовок 3, нак/:еенньх на план 4 производится на кольцевом пояске СЛ, выполненном на притире 1 , при1ем имеется возможность к притиру 1 периодически поджимать кольцeвy c приставку 10. Если притир 1, выполненный из чугуна, имеет диаметр 100 MN и толи-ину h 7 rviM, то При на;:ожении на него ультразвуковых колебаний с частотой fX - 45,1 кГц распг)еделение амплитуды ультразвуковых колебаний, показанное эпюрой 11 приводит к неравномерному износу пояска CD. 12 ожидаемого износа пояска CD построена в предположении пропорциональности износа каждой точки притира амплитуде ультразвуковых колебаний в этой точке. При поджатии к притиру 1 кольцевой приставки 10 с наружным диаметром 140 мм толщиной и h 7 мм и переключении частоты накладываемых колебаний на f2 23 кГц, притир 1 и кольцевая приставка Ю колеблются как одно целое. Распределение амплитуды ультразвуковых колебаний, показанное эпюрой 13, приводит к износу пояска CD, показанному на эпюре 14 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 44,5% кГц на диапазон 22±5% кГц, при одновременном изменении диаметра притира, а именно, изменяя диаметр со 100 мм на 140 мм, можно взаимно компенсировать неравномерность износа отдельных его зон. Применение предлагаемого способа наиболее эффективно при наложении ультразвуковых колебаний на доводку наиболее хрупких неметаллических материалов в связи с тем, что дисперсирование материала заготовки происходит вследствие массового ударного воздействия зерен абразива на поверхность обрабатываемой заготовки, а также на доводку вязких материалов, так как при наложении ультразвуковых колебаний происходит дополнительное охрупчивание поверхностных слоев заготовки, заключающееся в интёнсиS п О п 1 п 2 п 3 1LJJ

0- - 2,348 3,571

12,982 4,518 5,940 7,291

26,192 7,729 9,186 10,601:1

39,362 10,903 12,381 13,821

412,519 14,024 15,556 17,015

п 0п 1п.2п 3 1 0,680 0,781 0,8220,847

..в..«..,- -

0,841 0,871 0,8900,925

0,391. 0,497 0,5620,605

0,893 0,932 0,9360,939

0,591 0,643 0,678. 0,704 0,257 0,351 0,4140,460

0,9410,9460,9500,951

0,6910,7230,7460,763

4 0,4410,4980,5400,572

0,1920,2720,3300,374

1JK

Фикап.ии процессов зарождения и рлспростраР1ения MHKpOTi ewnH.

Наложение ультразвука позволяет

повысить производите;:ьность доводки хрупких, материалов (лейкосапфир) в 1,2-2,0 раза по сравнечию. с обычной а вязких материалов (нержавеющая сталь Х18Н9Т) в 2,5-3,0 раза, при этом 1:ероховатость обработанной поверхности, не ухудшается.

Т а б л и ц а 1

Т а б л и ц а 2

- -О .

.-й«йй,аь«И1..

779097

Формула изобретения

1. Способ обработки плоских деталей путчем наложения на притир У ь fpaaByKOBbpc; колебанйЙТ о т л и - ю щ ий сЯ тем, что, сцелью обеспечения равномерного износа по ерхности притира, в процессе обра BBf ilrВ уЩестВ ляЬт диче с кое -и з менение частоты ультразвуковых колебаний, притира и соответственно изменют его диаметр,

2. Способ по п. 1отлича ю- щ и И с я тем, чтс частоту ультра8

звуковых 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, № 62632 кл. В 24 в 7/24, 1974,. (прототип) ,

J

АсХ

W/////////

Jv