Достигаемые при УЗРО точность размеров 0,005 - 0,02 мм, точность расположения поверхностей + 0,005 мм и конусообразность 15 -20 при использовании абразивных зерен размером 30 - 40 мкм.

Шероховатость поверхности зависит от величины абразивных зерен, свойств обрабатываемого материала, амплитуды и шероховатости поверхности инструмента. Шероховатость снижается с уменьшением размеров зерна и с увеличением твердости материала; шероховатость дна глухих отверстий на 1,5-6 мкм меньше, чем шероховатость боковых стенок. Использование мелких зерен и небольшой амплитуды обеспечивает получение параметра шероховатости для многих материалов Ra = 2,5 -г 0,32 мкм.

При УЗРО деталей из твердого сплава и закаленной стали происходит упрочнение поверхностного слоя и вознжают сжимающие остаточные напряжения. Поверхностный слой хрупких неметаллических материалов содержит трещиноватый слой, глубина которого примерно в 4 раза больше высоты микронеровностей поверхности. Основные параметры качества обработки отверстий представлены в табл. 14.

Ультразвуковые станки делят на две группы: переносные (обычно малогабаритные) установки небольшой мощности (30 - 50 Вт) и стационарные. К первой группе относят ручной ультразвуковой станок УЗ-45 мощностью 0,2 кВт, который предназначен для гравирования, маркирования и прошивания отверстий на небольшую глубину. Наибольшее применение получили стационарные универсальные ультразвуковые станки с вертикальным расположением оси акустической головки. Универсальные ультразвуковые станки состоят из генератора, акустической головки (обычно с магнитострикционным преобразователем), механизмов подачи головки и создания статической нагрузки инструмента на заготовку, стола для закрепления деталей, системы подвода абразивной суспензии, устройства для измерения глубины обработки. Технические характеристики универсальных ультразвуковых станков приведены в табл. 15.

Станок 4А771П (повышенной точности) имеет вращающийся шпиндель и стол, перемещающийся по двум координатам. Станки, в названии которых содержится буква Э, могут вести обработку токопроврдящих деталей комбинированным способом (ультразвуковым и электрохимическим). На данных станках применяют абразиво-несущий электролит следующего состава: 65% воды; 15% NaNOj; 1 % NaNOi; 19 % абразива.

Лазерная обработка основана на применении мощного светового потока, вызывающего плавление или испарение обрабатываемого материала. Средняя плотность потока в поперечном сечении лазерного луча достигает 10** Вт/см. Размерная обработка материалов значительной толщины осуществляется при плотностях потока более 10 - 10* Вт/см, а сварка и резка тонких пленок при плотностях менее 10 Вт/см. Основными элементами лазера являются рабочее вещество, система накачки, оптический резонатор, элемент вывода энергии из

15. Технические характеристики универсальных ультразвуковых станков

резонатора и другие дополнительные элементы (фокусирующая оптическая система, система управления и др.), зависящие от назначения лазера.

В зависимости от агрегатного состояния рабочего вещества различают твердотельные, газовые и жидкостные лазеры. В отдельную группу выделяют полупроводниковые лазеры, так как характер генерации лазерного луча в них существенно отличается от генерации в обычных твердотельных лазерах.

Различают следующие способы накачки: оптическую (облучение рабочего вещества светом определенной частоты), электрическую (прохождение тока через рабочее вещество) и химическую (инверсия возникает в результате химической реакции). Для газовых лазеров применяют все способы накачки, для полупроводниковых - электрическую или оптическую, а для твердотельных - оптическую.

В зависимости от режима работы различают лазеры, работаю-шие в непрерывном режиме, в импульсном режиме с длительностью импульса 10 -10 * с, режиме гигантских импульсов с длительностью 10 -10 * с и так называемом режиме синхронизации мод, при котором длительность импульса составляет 10 °-10 с.

Для технологических целей применяют твердотельные и газовые лазеры (табл. 16), которые могут работать как в непрерывном, так и импульсном режимах. Однако первый характерен для газовых лазеров, второй - для твердотельных.

Основными характеристиками лазерного излучения являются энергия излучения, длина волны, длительность и форма импульсов, расходимость пучка. Диапазон длин волн, генерируемых различными типами лазеров, составляет примерно 0,1 - 70 мкм. Для технологических целей используют лазеры, у которых длина волны находится в пределах 0,4-10,6 мкм.

Средняя мощность импульсного излучения твердотельных лазеров достигает сотен киловатт, а газовых в непрерывном режиме генерации - до 6-10 кВт и более. Для осуществления размерной обработки используют импульсы с длительностью не более 1,5 мс.

Лазерный луч применяют для прошивания отверстий, резки материалов, маркирования, сварки, поверхностной термической обработки и других операций. Лазерным методом изготовляют отверстия диаметром а от нескольких микрометров до нескольких десятков миллиметров, глубиной Н до 13 - 15 мм в таких труднообрабатываемых материалах, как титановые, твердые, жаропрочные и специальные сплавы, магнитные материалы, алмазы, ферриты, керамика и т. п. Отверстия изготовляют в волоках, фильерах, форсунках, часовых камнях, в ферритовых пластинках памяти, диафрагмах, в подложках микросхем и других деталях.

Для нзгвтовления отверстий применяют одноимпульсное и много-ш/шульсное прошивание. При одноимпульсной обработке отверстие формируется за один импульс и имеет глубину не более 5 мм; точность диаметра - 9-11-й квалитет, продольных размеров - И -13-й квалитет; шероховатость поверхности Ra = 2,5 + 0,32 мкм; глубина измененного поверхностного слоя 0,02 - 0,1 мм. Геометрия отверстия зависит от энергетических параметров луча, положения фокуса оптической системы относительно поверхности заготовки, фокусного расстояния этой системы и теплофизических свойств обрабатьшаемого материала. Отверстия имеют почти цилиндрическую форму и наибольшую глубину при положении фокуса лазерного луча на поверхности заготовки. В остальных случаях (фокус выше или ниже поверхности заготовки) наблюдается изменение формы продольного сечения отверстия от конической до параболической.

При многоимпульсной обработке отверстие получают серией коротких импульсов с малой энергией, величина которой определяет точность, шероховатость поверхности и глубину измененного поверх-