Приведем несколько наиболее занимательных и
познавательных на мой взгляд статей из книги: Ультразвуковые процессы и
аппараты в биологии и медицине". Учебное пособие для студентов
специальности 190500, под редакцией профессора В.Н. Лясникова (СГТУ,
Саратов 2005 г. тираж 100 экземпляров), данную книгу можно взять в
городской библиотеке г. Саратова на ул. академика Зарубина и ознакомится
с ней более подробно.
Исследования, проведенные в России и за рубежом,
показывают, что разрушение обрабатываемого материала при размерной
ультразвуковой обработке происходит главным образом в результате
ударного воздействия инструмента на частицы абразива. Колеблющийся
инструмент играет роль как бы молота, периодически ударяющего по
абразивным зернам и выкалывающего небольшие частицы материала заготовки.
Получившая распространение так называемая гидродинамическая гипотеза не
может объяснить механизм процесса ультразвуковой обработки. Согласно
гидродинамической гипотезе [3, 4] разрушение материала заготовки
наступает под влиянием вызванных ультразвуком резких кратковременных
импульсов высокого давления, которые возникают при взрыве мельчайших
кавитаци-онных газовых пузырьков. При этом нарушается контактная
прочность зерен и кристаллов. Отрыв частиц, контактная прочность которых
ослабла, достигается наличием переменных давлений в зоне эрозии от
вакуума до избыточного. Импульсы давления через твердые частицы
абразива, воздействуя на поверхность заготовки, облегчают ее разрушение.
Гипотеза о разрушении материалов в результате ударного воздействия
инструмента по зернам абразива лежит в основе работ Шоу. Шоу пытался
установить связь производительности с величиной максимальных
механических напряжений сттах, а через сттах - с амплитудой А и
статической нагрузкой Рст- В процессе вычислений Шоу сделал ряд довольно
грубых упрощений и поэтому полученная теоретическая зависимость не
соответствовала экспериментальным данным. В частности, Шоу считал, что
инструмент совершает удар одновременно по всем частицам [2, 3].
Установлено, что при обработке стекла появление выколов наблюдается лишь
в случае прямого удара инструмента по абразивному зерну, лежащему на
поверхности стекла. Движения абразивных зерен под действием звукового
ветра (гидродинамические течения) и ударных волн, образующихся при
аннигиляции кавитационных пузырьков, иногда достигающие больших
скоростей (до 1,8 м/с), не приводят к разрушению стекла. Указывается,
что движение частиц под действием кавитации и потоков способствует
выносу выколотых частиц и размолотого абразива, а также подаче свежего
абразива в зону обработки [2, 4].
Разрушение происходит при ударе инструмента по одному или нескольким
абразивным зернам, которые в момент удара расположены так, что имеют
наибольшую высоту. Вероятность образования выколов мала: один выкол
приходится примерно на несколько сотен зерен абразива, находящихся под
инструментом. Выколы больших частиц полукруглой формы глубиной до 50
микрон наблюдаются очень редко.
Время образования выколов очень малое - менее 18 мкс. Кроме разрушения
стекла в виде отдельных выколов, наблюдается также сравнительно
медленное срезание выступающих вершин гребешков обработанной поверхности
и уменьшение высоты микронеровностей. Этот вид разрушения можно
объяснить царапающим действием абразивных зерен.
Анализ распределения выколов по глубине и ширине показал, что эти две
величины являются практически независимыми (коэффициент их корреляции
меньше 1/10).
Шоу при рассмотрении импульсов одного рабочего цикла установил, что
возникающая при ударе инструмента по абразивным зернам динамическая сила
Ра примерно пропорциональна амплитуде колебаний А и значению статической
силы; при A=const Рd=4Рст.
Зависимости Рd от силы подачи Рст и амплитуды
колебаний А имеют вид:
По данным В. Ф. Казанцева, зависимость максимальной
величины напряжения Umaxот амплитуды колебаний А и силы подачи Рст имеет
вид
Зависимость максимальных напряжений сттах от амплитуды
колебаний А, силы подачи Рст, радиуса округления абразивных зерен р, по
данным А.И.Маркова [4] имеет вид
где (J - число зерен абразива, приходящихся на единицу
площади торца иструмента.
По вопросам размещения рекламы, ссылок, обмену
ссылками пишите на:
office@matrixplus.ru
p.s.
При копировании материалов и фотографий активная ссылка на сайт обязательна.