Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 34 ТЕХНОЛОГИЯ а б Рис. 1. Изменение формы фрагмента в зависимости от соотношения расстояний между соседними отпечатками в направлениях V и S Соотношение высоты фрагмента к его ширине влияет на равномерность геометрических свойств поверхности (шага в направлении V и S ), что необхо- димо учитывать при обеспечении требуемой шеро- ховатости. Согласно предложенной математической модели был рассчитан параметр высоты микронеровностей, близкий к параметру Rz (ГОСТ 2789-73) . Расчетный параметр определялся как максимальная глубина единичного фрагмента микрорельефа, представляю- щего собой участок сферы, ограниченный линиями пересечения соседних отпечатков ультразвукового инструмента. На рис. 2 представлены зависимости значений высоты микронеровностей, полученных расчетом из математической модели. Помимо возможности управления микрогеоме- трией поверхности следует отметить возможность создания волнистости на изначально гладкой по- верхности. Проведенные исследования показали, что факторами, оказывающими наибольшее влия- ние на геометрические параметры поверхности при УЗПД, являются исходная шероховатость и твер- дость обрабатываемого материала, а также режимы обработки. В работах [3–5] представлена модель форми- рования волнистости, позволяющая рассчитать ее геометрические параметры (шаг и угол наклона волн) в зависимости от режимов обработки, выявлены условия и закономерности форми- рования волнистости для различ- ных обрабатываемых материалов. В работе [5] приведены результа- ты исследования влияния условий УЗПД на стабильность формиро- вания рисунка волнистости. Сле- дует отметить, что в ходе экспе- риментов были выявлены случаи, когда на поверхности возникали волны, характеризуемые нестабильностью геоме- трических параметров. Анализ модели формиро- вания рисунка волнистости показал, что причиной нестабильности может оказаться дрейф частоты ультразвуковых колебаний. При исследовании из- менения данной величины за время работы гене- ратора выяснилось, что при его нагреве в течение первых 10 мин работы происходит падение часто- ты на 67...75 Гц, после чего процесс стабилизиру- ется (рис. 3). График изменения угла наклона волн α в зави- симости от частоты ультразвуковых колебаний f , полученный с использованием разработанной мо- дели формирования волнистости (рис. 4) показы- вает, что даже при изменении f на 50 Гц угол α дей- ствительно изменяется в широком диапазоне своих значений. Это подтверждает работоспособность модели в условиях нестабильности частотных па- раметров обработки. Для устранения нестабиль- ности формирования рисунка волнистости пред- ложено применение предварительной выдержки работающего генератора в течение 10 мин перед обработкой. Рис. 2 . Изменение параметра шероховатости Rz в зави- симости от режимов обработки: n = 100…900 об мин; S = 0,06…0,11 мм/об; F ст = 15 кг; 2А = 25 мкм; f = 22,4 кГц; d = 45 мм Рис. 3. Дрейф частоты генератора ультразвуковых колебаний в течение первых минут работы