Абразивная суспензия для резания ультразвуком

 

Ультразвуковое резание происходит в результате выкрашивания мельчайших частиц материала абразивными зернами. В табл. 7 приведены характеристики основных абразивных материалов, применяемые при ультразвуковой размерной обработке твердых хрупких материалов.

Абразивные материалы выдерживают большие удельные нагрузки и температуры. Под действием ультразвукового инструмента абразивные зерна частично разрушаются, но полностью не теряют своих режущих свойств. Однако производительность обработки при этом заметно снижается. Поэтому в процессе ультразвуковой обработки важно обеспечить бесперебойную подачу в рабочую зону новых (перемешанных) порций абразивной суспензии, т. е. ее постоянную сменяемость.

Таблица 7. Абразивные материалы, применяемые при ультразвуковой размерной обработке

Наименование

Относительная режущая способность

Твердость по Моосу

Микро-

твердость,

кПа

Плотность,

кг/м3

Алмаз

1

10

9800

3480-3500

Эльбор

1,1

11

10800

2200-2250

Карбид бора

0,5-0,6

9

4200

2500

Карбид кремния

0,25-0,45

9

2940

3120

Электрокорунд

0,14-0,16

8

2020

3200-3400

Абразивные зерна имеют неправильную геометрическую форму с острыми гранями и неодинаковыми размерами в разных направлениях. Крупные по размерам зерна первыми попадают в зону действия ультразвукового инструмента, разрушают материал заготовки, но и сами дробятся. Более мелкие по размерам зерна в это время в работе не участвуют. По мере притупления и износа крупных зерен инструмент начинает воздействовать на все большее их число; при этом в работу вступают и меньшие по размерам зерна, находящиеся под рабочей частью инструмента.

При размерной ультразвуковой обработке применяются взвеси абразивных материалов в жидкости, чаще в воде. Вода обладает невысокой вязкостью, хорошей смачиваемостью и хорошими охлаждающими свойствами. Водная суспензия способствует лучшему перемешиванию абразивных зерен и удалению его из рабочей зоны. Концентрация абразивных зерен в воде обычно составляет 30-40 % (по массе).

Наиболее распространенными абразивными материалами для ультразвуковой размерной обработки являются карбид кремния и карбид бора. Лучшим по своим режущим свойствам является карбид бора. Однако он дороже, чем карбид кремния, и содержит значительное количество графита. Поэтому его целесообразно применять при ультразвуковой обработке твердых сплавов, электротехнической керамики, минералокерамики, технического фарфора и других особо твердых и прочных материалов. При обработке более хрупких материалов (стекло, кварц, кремний, германий и др.) целесообразнее применять карбид кремния. Он дешев и менее дефицитен, меньше загрязняет рабочее место, руки и одежду оператора. Правда, при прочих равных условиях производительность при применении карбида бора выше, чем при использовании карбида кремния на 20-30 %. Однако указанные преимущества карбида кремния оправдывают некоторые потери на производительности. Алмазные порошки применяют в редких случаях, например при обработке алмазов.

Похожие материалы