Новые конструкции ультразвуковых станков

На основе проведенных экспериментов в Экспериментальном научно-исследовательском институте металлореячущих станков (ЭНИМС) и ОКБ Министерства станкостроения СССР были разработаны новые модели ультразвуковых станков. В табл. 9 приведены сравнительные данные некоторых новых отечественных моделей и ранее выпускавшихся у нас ультразвуковых станков, а также лучших зарубежных моделей.

Из таблицы видно, что эффективность оборудования при введении системы нагнетания увеличивается в 4 раза по сравнению с тем же станком до его модернизации, а энергоемкость такого станка вдвое лучше по сравнению со станком фирмы Лефельдт. Такое уменьшение энергии, расходуемой на разрушение единицы объема материала, объясняется тем, что на станках обычного типа подавляющая часть механической энергии, запасаемая колебательной системой, переходит в тепло и лишь несколько процентов тратится на разрушение материала.

Вследствие существенного увеличения эффективности система принудительного подвода суспензии была рекомендована ЭНИМС во всех станках большой и средней мощности, которые в зависимости от обрабатываемой площади и мощности должны были отвечать условиям табл. 10.

В последние годы были созданы еще станки мод. 4773А, мод. 4772А (взамен выпускавшегося станка мод. 4772) и мод. 4771. Ведется модернизация станка мод. 4770. Эти станки выпускаются серийно предприятиями Советского Союза.

Наиболее мощным из всех выпускаемых в мире станков [68] является универсальный ультразвуковой станок мод. 4773А, преобразователь станка рассчитан на мощность 4 квт, что обеспечивает обработку поверхности площадью до 3000 мм2. В конструкции станка учтены последние достижения в области ультразвуковой обработки. Станок предназначен для обработки вырубных, ковочных, высадочных и чеканочных твердосплавных матриц, вырезки из оптического стекла заготовок линз, предварительной обработки поверхности линз, вырезки из пластин германия и кремния кристаллов для полупроводниковых приборов, нанесения рисок на пластины германия и кремния, клеймения деталей из хрупких и твердых материалов, обработки отверстий в ферритах, прошивания глубоких отверстий в кристаллах лейкосапфиров и др.

Основанием станка (рис. 49) является литая станина коробчатой формы, на верхней плоскости которой расположен координатный стол с панелью управления. Внутри станины размещены бак с суспензией абразива, насоа для нагнетания ее под давлением до 6 атм, редукционный клапан для поддержания давления в системе подачи суспензии на заданном уровне, а также все трубопроводы и шланги, подводящие суспензию к зоне обработки и воду для охлаждения магнитострикционного преобразователя.

Шпиндель станка, несущий магнитострикционный преобразователь ис инструмент, вместе с механизмом перемещения смонтирован в колонне, которая перемещается по вертикальным направляющим, расположенным на задней стенке станины. В станке применена трехполуволновая акустическая колебательная система, работающая на частоте около 22 кгц (рис. 50). Преобразователь двухстержневого типа, собранный из пластин пермендюра припаивается к верхней части конического переходного стержня (концентратора). С помощью фланца, расположенного в узле смещений, вся система крепится к корпусу шпинделя. К нияшему торцу переходного стержня на резьбе крепятся сменные концентраторы с инструментом. Специальные насосы подают суспензию к месту реза под давлением до 6 атм. Координатный стол, оснащенный оптическими головками типа МО-1, позволяет производить перемещение в горизонтальной плоскости с точностью 10 мк.

Пульт управления станком расположен на передней наклонной крышке нижней плиты координатного стола. На панели размещены все контрольно-измерительные приборы, сигнальная аппаратура и кнопочное управление узлами станка.

Шпиндель станка перемещается в вертикальной плоскости по направляющим качения под воздействием избыточного веса, равного величине силы прижима инструмента, к изделию и регулируемого механически с пульта управления изменением положения противовеса на коромысле подвески шпинделя. Величина силы прижима контролируется специальным прибором. Вертикальное перемещение шпинделя фиксируется с точностью до 10 мк индикатором часового типа, установленным в корпусе колонны.

Станок снабжен системой автоматики, которая обеспечивает обработку деталей из весьма хрупких материалов по заранее заданному циклу; величина силы прижима инструмента может быть уменьшена во избежание сколов на выходе. Кроме того, система автоматически учитывает износ инструмента, поэтому точность обработки глухих отверстий, рисок и; плоскостей может быть обеспечена в пределах +15 мк.