157 / 457
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
157
Деталь помещается внутрь стакана (подвешивается к крышке), в котором находится стальные
шарики. При включении УЗГ электрические высокочастотные колебания преобразуются в механиче-
ские продольные колебания магнитострикционным преобразователем, к торцу которого подключен
стакан. Стакан преобразует продольные колебания магнитострикциона в изгибные колебания стенок.
Рис.1. Преобразователь магнитострикционный
Рис.2. Ультразвуковой генератор 5-4.0/18
Под действием продольных колебаний дна стакана шарики поднимаются и заполняют про-
странство внутри стакана, затем ударяясь об боковые стенки стакана, получают кинетическую энер-
гию, разгоняясь до установления стационарного режима. Скорость, с которой движутся шарики, мо-
жет достигать 50м/с и более. При столкновении шариков с деталью происходит пластическое дефор-
мирование поверхности обрабатываемой детали, сопровождаемое деформационным упрочнением и
созданием на поверхности специфического микрорельефа [7].
В ходе эксперимента шатун подвергался обработке в ультразвуковом стакане стальными ша-
риками диаметром 1мм, время обработки 3 минуты. Оценивалась шероховатость поверхностей с по-
мощью профилографа-профилометра 252 [1, 2].
Результаты и обсуждения. Шатун из стали 45 шлифованный (исходный): среднее значение: Ra
= 1мкм.
Шатун из стали 45 обработанный в ультразвуковом стакане стальными шариками диметром
1мм.: среднее значение: Ra = 1.84мкм.
Среднее значение Ra определялось по 10 измерениям. Профилограммы исходной и обрабо-
танной поверхности приведены на рис (рис.3; 4), из которых видно, что после обработки в ультразву-
ковом стакане шероховатость формируется без острых впадин, которые часто служат местом зарож-
дения усталостных трещин.
Рис.3. Профилограмма исходного образца (ВУ-5000,ГУ-100)
Рис.4 .Профилограмма образца обработанного в ультразвуковом стакане (ВУ-5000,ГУ-100)
Вывод:
после обработки в ультразвуковом стакане получаются детали с остаточным напря-
жением сжатия, повышенной микротвердостью, шероховатостью препятствующей зарождению уста-
лостной трещины, а также детали с повышенной усталостной прочностью.