Технико-экономические характеристики УЗО свободным абразивом

Основными технологическими характеристиками У3АО свободными абразивными зернами являются: производи­тельность, точность обработки и качество обработанной по­верхности.

Производительность этого процесса в зависимости от схемы обработки оценивают либо в линейных Л л (мм/мин), либо в объемных Лv (мм3/мин) единицах. Для их подсче­та в первом приближении можно воспользоваться эмпи­рическими формулами:

П_л = k_М (А² Р_СТ)^Х f^У

где k_М - коэффициент, зависящий от свойств обрабатыва­емого материала и абразива, а также концентрации абра­зива и среднего размера его зерен; х и у -:коэффициенты, определяемые условиями обработки (способ подачи абра­зивной суспензии, площадь обработки и др.) и составляю­щие 0,5-1,0; Р_СТ – усилие рабочей подачи.

П_V = LS/Ĩ

Где L - глубина обработки; S- площадь обработки; 't ­время обработки.

Можно выделить основные параметры, влияющие на производительность процесса. К их числу, прежде всего, относится пластичность обрабатываемого материала. Наи­более эффективно этот метод применяется для формооб­разования поверхностей заготовок из твердых, материалов, таких как стекло, керамика, ферриты.

Амплитуда колебаний инструмента и удельное усилие прижима инструмента влияют таким образом, что с рос­том значений А и Р _СТ производительность сначала растет дооптимального значения, а затем падает. Оптимум П зависитот свойств обрабатываемого, инструментального и абразивногоматериалов, интенсивности прокачки суспен­зии и размеров абразива.

Свойства абразивной суспензии существенно влияют на производительность обработки: она увеличивается с рос­том среднего размера зерен абразива, массовой концентра­ции абразива в суспензии и его прочности, с улучшением ежущих свойств. В качестве абразивного материала ис­пользуют: кубический нитрид бора, алмазные порошки, кар­бид бора, карбид кремния. Для рассматриваемой обработ­ки применяют водную суспензию, состоящую из 20-40 % абразивного материала (массовое содержание) со средним размером зерна от 10 до 200 мкм И 1-2 % ингибитора коррозии (азотнокислый натрий).

Интенсивность прокачки суспензии через рабочий за­зор должна возрастать с увеличением площади обработки, а также с углублением инструмента в обрабатываемый материал, поскольку обмен суспензии в рабочем зазоре в этих случаях затрудняется и производительность процес­са может резко упасть. Использование вакуумного отсос абразивной суспензии или нагнетание ее под давлением позволяют повысить производительность несколько раз, обеспечить независимость последней от глубины и пло­щади обработки.

Точность размеров и форм при УЗАО свободными аб­разивными зернами определяются точностью изготовле­ния инструмента, точностью его установки и траектории движения относительно заготовки, степенью его изнаши­вания, зернистостью применяемого абразивного материа­ла, стабильностью зазора между боковыми поверхностями рабочей части инструмента и обрабатываемых элементов заготовки и продолжительностью обработки

Характерными погрешностями формы при "УЗАО явля­ются: некруглость, конусность и сколы на выходе инстру­мента. Для повышения точности обработки следует, если этовозможно, применять инструмент с калибрующим участ­ком, осуществлять периодическую его правку или остав­лять припуск на дополнительный рабочий ход новым ин­струментом.

Стабильность зазора между боковыми поверхностями рабочей части инструмента и обрабатываемой заготовки достигается отбраковкой абразивных зерен по их попереч­ному сечению, принудительной прокачкой суспензии под давлением и ликвидацией боковых составляющих УЗК путем тонкой отладки колебательной системы. В настоящее время при УЗАО достигается точность 0,01-0,02 мм. Качество обработанной поверхности после У3АО опре­деляется в основном ее шероховатостью. Шероховатость оверхности, обработанной ультразвуковым методом, за­висит от зернистости абразива, физико-механических свойств обрабатываемого материала, амплитуды колебаний, шероховатости рабочей поверхности инструмента и типа жидкости, несущей абразив. Используя микропорошки М18,..., М14, при значении амплитуды колебаний 20-15 мкм можно получить поверхность с параметром шероховатос­ти Ra = 1,2+0,4 мкм.