Устройство для ультразвуковойдОВОдКи плОСКиХ пОВЕРХНОСТЕй Советский патент 1981 года по МПК B28D1/00 

I

Изобретение относится к механической обработке, в частности к технике доводки твердых хрупких материалов, и может быть использовано в приборостро- ительной промышленности при обработке плоских поверхностей полупроводников и диэлектриков, а также в ювелирной промышленности для обработки плоскостей изделий из рубина, сапфира, агата,

яшмы и т.д.

Известно устройство для ультразвуковой обработки, содержащее притИр, закрепленный к торцу трансформатора продольных колебаний, в котором обработка осуществляется за счет придания jj притиру и изделие сложного относительного движения в плоскости, перпендикулярной к направлению ультразвуковых колебаний рД

Наиболее близким к предлагаемому х является устройство для ультразвуковой доводки плоских поверхностей, содержащее притир, кольцевую приставку и волновод С23.

Недостатком известных устройств для ультразвуковой обработки является неравномерность износа притира,проявляющаяся вследствие неравномерности распределения амплитуды ультразвуковых колебаний по его рабочей поверхности, что приводит к снижению точности обработки - поюпаению отклонения от плоскостности обработанной поверхности изделия, что снижает качество доводки.

Цель изобретения - повышение качества доводки

Поставленная цель достигается тем, что ycTptriiCTBo для ультразвуковой доводки плоских поверхностей, содержащее притир, кольцевую приЬтавку, магнитострикционплй преобразователь и волйрвод, снабжено средством ориентации притира относительно обрабатываемой поверхности, выполненным в виде корпуса, внутри которого устаиовлена с возможностью возвратно-поступатеп ного перемещения относительно волновода гильза, и упругими элементами, соединякщими корпус и кольцевую прис тавку. Устройство снабжено регулируемыми упорами, закрепленными на нерабочей торцовой части притира. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на . 1; на фиг. 3 - первый этап рабо ты устройства; на фиг. 4 - второй эт работы устройства. Устройство содержит притир 1, кол цевую приставку 2, закрепленную на нем, магнитострикционный преобразова тель 3, от которого-через шарик 4 и волновод 5 ультразвуковые колебания передаются притиру 1. На притире 1 выполнен кольцевой поясок, на котором обрабатьшаются детали 6, наклеен ные на план 7 взаимодействующий с поводком 8. Для поджатия волновода 5 к шарику 4. служит пружина 9, усили прижима которой можно регулировать крышкой 10, связанной резьбовым соединением со стаканом 11, закрепленным на станине станка 12. Устройство снабжено средством ориентации притира относительно обрабатываемой повер ности, выполненном в виде корпуса 13 внутри которого установлена с возмЬжностью возвратно-поступательного перемещения гильза 14. Корпус 13 сое динен с кольцевой приставкой 2 упруг ми элементами 15. На притире закреплены регулируемые упоры 16. Работа устройства осуществляется в два этапа. На первом этапе работы устройства кольцевая приставка 2 отводится в крайнее нижнее положение. Притир I получает ультразвуковые колебания через волновод 5 и шарик 4 от концен ратора магнитострикционного преобразователя 3. Если, например, притир 1 выполненный из чугуна, имеет диаметр 100 мм и толщину 15,8 мм то при наложении ультразвуковых колебаний (УЗ с частотой ,l кГц, притир коле лется по форме колебаний, имеющей дв узловые окружности (фиг.-З). Распределение амплитуды УЗК по поверхности притира в этом случае показано .эпюрой 17. При обработке-деталей 6, наклееных на план 7, износ рабочей поверхности притира неравномерен он больше там, где больше амплитуда УЗК. После того, как отклонение от плоскостности изношенной поверхности притира достигает своего предельно допустимого значения, переходят ко второму этапу работы устройства. На втором этапе работы устройства (фиг. 4) кольцевая приставка 2 подводится к притиру 1 и крепится к нему. Притир 1 и кольцевая приставка. 2 при наложении УЗК колеблются как одно целое. Если толщина кольцевой приставки 15,8 мм, а наружный диаметр 140 мм, то при наложении УЗК с частотой -,s 23 кГц притир вместе с кольцевой приставкой колеблются по форме колебаний, имеющей две узловые окружнос,ти. Распределение амплитудед УЗК показано для этого случая эпюрой 18(фиг.4). В пределах рабочего пояска, на котором производится обработка деталей 6, распределение ампличсуды УЗК таково, что амплитуда имеет наименьшее значение в области, где при первом этапе работы амплитуда была максимальна и наоборот, в пределах рабочего пояска наибольшие значения амплитуды УЗК на втором этапе наблюдается в областях, где на первом этапе амплитуда УЗК была минимальной . Таким образом, при обработке деталей более интенсивно начинают изнашиваться участки рабочей поверхности притира, имевшие на первом этапе работы наименьший износ, а дальнейшее изнашивание наиболее сильно изношенных на первом этапе работы устройства участков рабочей -поверхности притира замедляется. Следовательно, форма рабочей поверхности притира приближается к плоской, т.е. имеет место правка притира без прерьшания процесса обработки деталей. Для исключения потерь акустической энергии на втором этапе работы устройства кольцевая приставка 9 крепится при помощи болтов 19. Регулируемые упоры 16 перемещаются в пазу фланца корпуса 13 с помощью винтов 20, Таким образом болты I9 устанавливаются в точках, соответствующих узловой окружности, и потери акустической рнер-о гии, связанные с креплением кольцевой приставки 2, отсутствуют. Эксперименты показывают, что наложение ультразвуковых колебаний позволяет повысить производительность доводки хрупких материалов (лейкосапфир) в 6-8 раз по сравнению с обычной, а вязких материалов (нержавекицая сталв Х18Н10Т) в 2,5-3,0 раза, 58 при этом шероховатость обработанной поверхности не ухудшается. Формула изобретения 1. Устройство для ультразвуковой доводки плоских поверхностей, содержащее притир, кольцевую приставку, магнитострикционный преобразователь и волновод, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества доводки, оно снабжено средством орие тации притира относительно обрабатываемой поверхности, выполненным в ви де корпуса, внутри которого установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно волновода гильза, и.упругими элементами, соединяющими корпус и кольцевую приставку. 2. Устройство по п.I, отличающееся тем, что оно снабжено регулируемыми упорами, закрепленными на нерабочей торцовой части .притира. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Розенберг Л.Д. и др. Ультразвуковое резание. М., 1962, с, 152. 2.Гонткевич B.C. Собственные колебания пластинок и оболочек, К,Наукова думка, 1964, с. 46-47 (дрототип).11 иГГШТПКлГГТ

////////

t-;-

ipue.l

f7

s

±

Ю 1

/7/77/y.

S

TZZ,