Применение узро
Метод используется в приборостроении для обработки таких материалов как: германий, кварц, керамика, кремний, рубин, сапфир, стекло, титанат бария, фарфор, ферриты, турмалин, ситалл и других материалов, из которых изготовляют детали полупроводниковых и оптических приборов, кварцевые резонаторы, фильтры, изоляторы, различные платы, корпуса, излучатели, детали счетно-решающих машин и запоминающих устройств. Кроме этого метод используется в инструментальном производстве для изготовления пресс-форм, вырубных, вытяжных штампов, фильер, волок и фасонных резцов в сочетании с электроэрозионной обработкой. С помощью УЗРО осуществляются следующие операции: резание заготовок на пластины, вырезание из пластин деталей различной формы и размеров, изготовление отверстий, щелей, полостей, шлифование, фрезерование, точение, нарезание резьбы, гравирование и клеймение.
Ультразвуковое разрезание производится ножевидным инструментом (рис. 4.2 д) или проволочным инструментом (рис. 4.2 з) с толщиной режущей части инструмента 0,08-0,5 мм. При разрезании заготовки на тонкие пластины целесообразно применять инструмент, представляющий набор лезвий, впаянных в оправу на концентраторе. Минимальная толщина получаемых пластин составляет 0,1-0,08 мм.
Изготовление сквозных и глухих отверстий - наиболее распространенная операция УЗРО (рис. 4.2 ж). Размеры сечений отверстий, обрабатываемых ультразвуковым методом, находятся в пределах 0,1-120 мм. Максимальная глубина отверстий достигает обычно 30-40 мм. Точность обработки отверстий составляет 7-10 квалитет (0,005-0,07 мм), а точность их взаимного расположения достигает +- 0,005 мм.
При ультразвуковом шлифовании деталь перемещается под инструментом также, как и при обычном шлифовании (рис. 4.2 в). Процесс осуществляется на универсальных шлифовальных станках с применением специальных акустических головок. В качестве инструмента применяются специальные шлифовальники из стали 45, с радиальными и кольцевыми канавками, способствующими хорошему обмену абразива в рабо-чей зоне. УЗ шлифование используется в основном для обработки стекла, керамики и других диэлектрических материалов и обеспечивает шероховатость поверхности Rа = 0,16-0,08 мкм.
УЗ обработка- единственный способ нарезания резьбы в твердых диэлектриках (рис. 4.2 е). Инструмент вместе с ультразвуковой головкой подается в деталь при помощи винта, имеющего шаг нарезаемой резьбы. Резьба получается тем точнее, чем меньше амплитуда колебаний и чем меньше абразивные зерна.
Рис. 4.2. Операции размерной ультразвуковой обработки :
а, б- фрезерование, в- шлифование, г- точение, д- разрезание, е- нарезание резьбы, ж- прошивание отверстий, з- разрезание проволочным инструментом:
1- инструмент-проволока, 2- подающая и приемная катушки, 3- электродвигатель, 4- подача абразивной суспензии, 5- заготовка, 6- акустическая головка.
Новым перспективным способом УЗО является обработка вращающимся или закрепленным абразивно-алмазным инструментом, колеблющимся с ультразвуковой частотой в безабразивной среде при осевой или поперечной подаче инструмента относительно изделия. Этот способ по сравнению с обработкой с суспензией абразива позволяет повысить скорость сверления круглых отверстий в хрупких материалах в 5-10 раз, а также точность обработки и стойкость инструмента. Обработка ведется при частоте вращения инструмента 16,6-3,33 с-1 и рекомендуется для изготовления отверстий диаметром 0,3-26 мм.