Ультразвуковая и лучевые методы обработки

Ультразвуковая обработка (У30) представляет собой раз­новидность механической обработки. УЗО основана на использова­нии энергии ультразвуковых колебаний инструмента, воздействую­щих на заготовку через абразивные частицы, твердость которых выше твердости обрабатываемого материала. Эти частицы, полу­чив импульс движения от колеблющегося с частотой 16...30 кГц торца инструмента, врезаются в обрабатываемую поверхность, ска­лывая с нее микрочастицы. Большое количество абразивных зе­рен, одновременно участвующих в обработке (30...100 тыс./см²), обеспечивает интенсивный съем обрабатываемого материала. Наи­более интенсивный съем происходит в направлении колебаний инструмента, а на его боковых поверхностях процесс протекает медленнее. Из абразивных материалов используют карбиды бора и кремния, а также электрокорунд.

На рис. 24.7 приведена схема ультразвукового станка. Заго­товку 3 помещают в ванну 1 под инструментом 4, который уста­новлен на волноводе 5. Волновод крепится в магнитострикцион- ном сердечнике 7, смонтированном в кожухе 6, сквозь который прокачивают воду для охлаждения сердечника.

Для возбуждения колебаний сердечника магнитострикционно- го преобразователя служит генератор 8 ультразвуковой частоты, который питается от источника постоянного тока 9. Абразивную суспензию 2 подают под давлением по патрубку 10 насосом 11 из резервуара 12.

У30 подвергают твердые и хрупкие материалы, такие как стекло, феррит, ситаллы, кремний, твердые сплавы, драгоценные минералы, в том числе алмазы, титановые сплавы, вольфрам. Пластичные и вязкие материалы этими методами не обрабаты­вают.

Электронно-лучевая обработка основана на тепловом воздей­ствии потока движущихся электронов на обрабатываемый мате­риал, который в месте обработки плавится и испаряется. Высокая концентрация энергии в сочетании с импульсным воздействием позволяет использовать этот метод для резки заготовок, изготов­ления сеток из фольги, прорезания пазов, обработки отверстий диаметром 1...10 мкм в деталях из труднообрабатываемых ме­таллов и сплавов. В качестве оборудования используют электро­вакуумные устройства, называемые электронными пушками.

Метод световой обработки основан на использовании теп­лового воздействия светового луча, излучаемого оптическим квантовым генератором (лазером) на поверхность заготовки. Излучение лазера характеризуется высокой концентрацией энергии, которая выделяется в миллионные доли секунды и со­средоточивается в луче диаметром 0,01 мм. В фокусе диаметр светового луча составляет несколько микрометров, что обеспе­чивает температуру 6000...8000 °С. В результате этого поверх­ностный слой заготовки, находящийся в фокусе, мгновенно рас­плавляется и испаряется. Лазерную обработку применяют для прошивания сквозных отверстий, разрезания заготовок, выре­зания из листа сложнопрофильных деталей, прорезания пазов и т.д. Этим методом можно обрабатывать заготовки из любых материалов, включая самые твердые и прочные.

В отличие от электронных пушек работа лазера не сопровож­дается рентгеновским излучением, а его конструкция проще из-за отсутствия вакуумной системы.

Литература

Аршинов ВА. Резание металлов и режущий инструмент / В.А. Ар- шинов, Г.А. Алексеев. М.: Машиностроение, 1976. 438.с.

Гапонкин ВА. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки / В.А. Гапонкин, JI.K. Лукашев, Т.Г. Суворова. М.: Маши­ностроение, 1990. 447 с.

Головин Б-А.Технология и оборудование холодной штамповки / В.А. Головин [и др.]. М.: Машиностроение, 1987. 352 с.

Грановский Г.И. Резание металлов / Г.И. Грановский, В.Г. Гранов­ский. М.: Выс. шк., 1985. 304 с.

Гуляев А.П. Металловедение: учебник для вузов / А.П. Гуляев. М.: Металлургия, i986. 554 с.

Дольский AM. Технология конструкционных материалов / A.M. Даль- ский, Т.М. Барсукова [и др.]. М.: Машиностроение, 2002. 511 с.

Ермаков Ю.М. Металлорежущие станки / Ю.М. Ермаков, Б.А. Фро­лов. М.: Машиностроение, 1985. 320 с.

Жуковец ИЛ. Механические испытания металлов и сплавов / И.И. Жу- ковец. М.: Выс. шк., 1986. 198 с.

Кнорозов Б.В. Технология металлов и материаловедение / Б.В. Кно­розов, Л.Ф. Усова [и др.]. М.: Металлургия, 1987. 800 с.

Ковка и штамповка: справочник / под ред. Е.И.Семенова. М.: Ме­таллургия, 1985. Т. 1-4.

Композиционные материалы: справочник / В.В. Васильев [и др.]. М.: Машиностроение 1990. 512 с.

Кузьмин Б А. Технология металлов и конструкционные материалы / Б.А. Кузьмин. М.: Машиностроение, 1989. 494 с.

Литейное производство / под ред. A.M. Михайлова. М.: Машино­строение, 1987. 250 с.

Материаловедение / под общ. ред. В.Н. Арзамасова. М.: Машино­строение, 1986. 384 с.