Изучение оборудования на предприятии для реализации размерной обработки

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Цель работы: изучение технологических процессов ультразвуковой обработки материалов.

Задача: освоить метод ультразвуковой обработки на примере размерной обработки отверстий в металлических деталях.

Методика проведения работы

· Изучение основ технологии ультразвуковой обработки

· Изучение оборудования

· Выдача исходных данных

· Выбор оборудования

· Разработка операционного процесса

· Обработка детали

· Оценка точности и качества

Основы технологии ультразвуковой обработки

Ультразвуковая обработка материалов (УЗО) является разновидностью механической обработки. УЗО основано на использовании физического явления магнитострикции, т.е. способности ферромагнитных материалов и сплавов изменять размеры поперечного сечения и длину сердечника в переменном магнитном поле.

Эффектом магнитострикции обладают никель, железокобальтовые сплавы (пермендюр), железоалюминиевые сплавы (альфер), ферриты и другие материалы.

При возникновении электромагнитного поля с ультразвуковой частотой 16-30 кГц. Амплитуда колебаний сердечника составляет 5-10 мкм. Для увеличения амплитуды колебаний к сердечнику крепят длинный тонкий стержень-концентратор. Этот стержень является резонансным волноводом переменного поперечного сечения.

Наличие такого концентратора позволяет получить амплитуду колебаний торца сердечника до 40-60 мкм. К стержню крепят рабочий инструмент – пуансон.

Заготовки обрабатывают в ванне, заполненной суспензией, состоящей из воды и абразивного материала. Из абразивных материалов чаще используют карбиды бора и кремния, электрокорунд.

Колебательные движения пуансона передаются абразивным зернам, получающим значительные ускорения в направлении обрабатываемой поверхности заготовки. Ударяясь о поверхность обрабатываемого материала, абразивные зерна скалывают его микрочастицы. Большое число одновременно ударяющихся абразивных зерен, а также высокая частота повторения ударов (до 30 тыс. раз в сек) обуславливают интенсивный съем материала.

Кавитационные явления в жидкости способствуют интенсивному перемешиванию абразивных зерен под инструментом, замене изношенных зерен новыми, а также разрушению обрабатываемого материала. Типовая схема установки для получения отверстий в деталях из хрупкого материала представлена на рис. 1.

1 – ультразвуковой генератор (УЗГ);
2 – магнитострикционный
преобразователь;
3 – концентратор;
4 – инструмент;
5 – ванна;
6 – заготовка;
7 – кожух

Рис. 1. Схема установки для ультразвуковой обработки

Для возбуждения колебаний сердечника магнитострикционного преобразователя 2 служит ультразвуковой генератор (УЗГ) 1. Магнитострикционный преобразователь смонтирован в кожухе 7, сквозь который прокачивают воду для охлаждения сердечника. Упругие колебания от магнитострикционного преобразователя усиливаются концентратором 3, на конце которого закреплен инструмент 4, оптимальное значение упругих колебаний инструмента составляет 30 – 100 мкм. Заготовка 6 находится в ванне 5 с абразивной суспензией, состоящей из воды и абразивного материала. Из абразивных материалов используют карбид бора, карбид кремния и электрокорунд. Зернистость выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала, требуемой точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Процесс обработки заключается в том, что торец инструмента, колеблющийся с ультразвуковой частотой, ударяет по зернам абразива, лежащим на необрабатываемой поверхности, которые скалывают частицы материала заготовки. Для нормальной работы зазор между торцом инструмента и обрабатываемой поверхностью должен быть постоянным, что обеспечивается автоматической регулировкой подачи инструмента. Абразивную суспензию в зону обработки подают под давлением по патрубку насосом.

Ультразвуковым методом обрабатывают хрупкие твердые материалы: стекло, керамику, ферриты, ситаллы, кремний, кварц, драгоценные материалы, в том числе, алмазы, твердые сплавы, титановые сплавы, вольфрам. Этим методом получают глухие и сквозные отверстия любой формы, в поперечном сечении, канавки, пазы. Ультразвуковые методы используются в технологических целях для очистки поверхностей деталей от загрязнений, пайки алюминиевых проводов, сварки тонких проводов с проводящими пленками микросхем. Точность размеров при ультразвуковой обработке составляет 0,005…0,02 мм.

Основные достоинства ультразвуковой обработки: возможность получения акустической энергии различными техническими приемами; исключительная широта диапазона технологических применений ультразвука от размерной обработки твердых материалов до неразъемного соединения (сварка, пайка и т. п.) деталей или интенсификации химико-технологических и электрохимических процессов; сравнительная несложность эксплуатации промышленных установок; возможность автоматизации и механизации. Недостатки: повышенная стоимость акустической-энергии по сравнению с другими видами энергии; необходимость изготовления специальных установок и аппаратов для генерации ультразвуковых колебаний их передачи и распределения.

Изучение ультразвуковой обработки проводится на примере размерной обработки.

Изучение оборудования на предприятии для реализации размерной обработки

На предприятии, на котором выполнялась работа, имеются три ультразвуковых станка: 4Б772, 4770, 4772.

Станок 4Б772

Станок модели 4Б772 предназначен для обработки сложно контурных отверстий постоянного сечения и полостей сложной конфигурации в заготовках из конструкционных, нержавеющих, жаропрочных, магнитных инструментальных сталей и сплавов. На станке могут изготовляться методом прошивания отверстия и плоскости различной конфигурации. Станок оснащен самостоятельным генератором ультразвуковых колебаний УЗ М-1,5 мощностью 1,5 кВт. Станок обеспечивает шероховатость обработанной поверхности 7—9-го класса чистоты.

Таблица 1. Технические характеристики станка 4Б772

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)	Н
Длина рабочей поверхности стола, мм	320
Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм)	1360х1060х2080
Масса	1960
Мощность двигателя кВт	15
Пределы частоты вращения шпинделя Min/Max об/мин	10/1250
Число инструментов в магазине	30

Станок 4770

Станок модели 4770 предназначен Для обработки фасонных отверстий (сквозных и глухих) и наружного контура в деталях повышенной твердости из высоко легированных сталей Для ультразвуковой и электрохимической обработки деталей из твердых и хрупких материалов (кварца, рубина, графита). Ультразвуковая обработка основана на размерном разрушении изделия зернами абразива при импульсном подводе к ним механической энергии.

Таблица 2. Технические характеристики станка 4770

Пределы частоты вращения шпинделя Min об/мин	10
Пределы частоты вращения шпинделя Max об/мин	500
Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)	Н
Мощность двигателя кВт	30.6
Число инструментов в магазине	30
Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм)	500х380х650
Масса	171
Длина рабочей поверхности стола, мм	160
Ширина стола, мм	125

Станок 4772

Станок предназначен для обработки твердых и хрупких материалов: стекла, кремния, кварца, германия, твердых сплавов и др. На станке могут изготовляться отверстия и полости различной конфигурации методом прошивания. Станок оснащен самостоятельным генератором ультразвуковых колебаний мощностью 1,5 квт.

Таблица 3. Технические характеристики станка 4772

Оптимальный диаметр прошиваемых отверстий (мм)	30
Наибольший диаметр прошиваемых отверстий (мм)	70
Наибольшая глубина прошиваемых отверстий (мм)	30
Наибольший рабочий ход ультразвуковой головки (мм)	50
Наибольшие размеры обрабатываемых изделий (длина X ширина X высота) (мм)	200Х150Х180
Наибольшая скорость съема стекла при весовой концентрации карбида бора 120 в воде 50% и площади обработки 700 мм² (мм³/мин)	800
Частота колебаний вибратора (кГц)	20—25
Рабочие размеры стола (длина X ширина) (мм)	350X250
Наибольшее перемещение стола (мм):
Продольное	100
Поперечное	150
Вертикальное	150
Габариты станка (длина X ширина X высота) (мм)	560Х875XI870
Вес станка (кг)	700

Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 59; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!