2. Общие требования к ультразвуковым станкам

Требования современных производств обуславливают необходимость дальнейшего совершенствования технологии УЗ обработки и создания малогабаритных, высокоэффективных и многофункциональных станков, пригодных как для стационарного использования, так и для обработки различных изделий без их перемещения на рабочий стол станка.
Разнообразие современных производителей различных видов продукции (от частника, занимающегося индивидуальной трудовой деятельностью до крупных многопрофильных современных производств с широким спектром производимой продукции), многообразие и различия в спектрах решаемых ими технических задач, а также существенные различия в финансовых возможностях различных групп производителей обуславливают необходимость создания серии специализированных ультразвуковых станков, характеризуемых различными функциональными возможностями и доступностью для различных потребителей [16].

1. Для индивидуального потребителя и мелкосерийных производителей ювелирных изделий, украшений и сувениров из поделочных, камнецветных, полудрагоценных и драгоценных камней и минералов, выполняющих штучные отверстия и пазы в камнях для крепления и осуществляющих ручную гравировку путем выполнения неглубоких матовых линий узоров, достаточно малогабаритного ультразвукового станка низкой стоимости, способного выполнять сквозные и глухие отверстия диаметром от 0,4 до 5 мм на глубину до 20 мм с производительностью (по стеклу) не менее 2...3 мм/мин. Электрическая мощность генератора такого станка должна быть не более 50 Вт, и станок должен комплектоваться ручным механическим узлом (ручным инструментом) небольшого размера (удобным для работы).
2. Для мелкосерийных производств, малых предприятий, деятельность которых связана с изготовлением и использованием изделий из стекла, зеркал, обработкой стеклянных листов, а также при выполнении отверстий малого диаметра в стекле, мраморе, отделочных плитках, стеклах автомобилей, при решении задач однократного выполнения сквозных и глухих отверстий (по месту) диаметром от 1 до 15 мм, необходим малогабаритный переносной ультразвуковой станок с ручным механическим узлом и комплектом сменных рабочих инструментов. Выполнение отверстий указанного диаметра должно осуществляться с производительностью не менее 3...5 мм/мин с использованием ультразвукового станка с потребляемой мощностью не более 100 Вт.
3. Малые предприятия с мелкосерийным производством, связанные с производством мебели, обработкой стекла, разрезкой деталей из керамических материалов, выполнением рисунков не профилированным и профилированным инструментом, вырезкой заготовок для полупроводниковых приборов, кварцевых резонаторов, фильтров, обработкой ферритов под крепежные болты и электрические обмотки, изготовлением памятных значков и сувениров, выполнением подложек интегральных гибридных микросхем, изготовлением волок, обработкой технических камней (опоры, подпятники) из рубина, лейкосапфира и агата, нуждаются в высокоэффективном малоэнергоемком станке для ручного использования и применения в составе стандартных стационарных сверлильных и фрезерных станков.
4. Такой станок должен обеспечивать выполнение сквозных и глухих отверстий диаметром до 20...25 мм и пазов длиной до 20...25 мм с производительностью не менее 2...3 мм/мин на глубину не менее 10 мм. Номинальная электрическая мощность генератора, потребляемая от сети, не должна превышать 150 Вт. Станок должен надежно работать в течение рабочей смены (8 часов) без перерывов и иметь надежные системы защиты электронных схем и человека при возникновении не регламентных режимов работы. Для комплектации станка необходимо использовать большое количество различных рабочих инструментов. В серийном производстве изделий из стекла, керамических отделочных плит, гравировании объемных рисунков на твердых хрупких материалах, вырезании дисков среднего диаметра из кремния и германия, вырезании заготовок для производства линз, изготовлении матриц небольших размеров, пресс-форм для производства мелких деталей из пластмасс, разрезки деталей групповым инструментом необходим стационарный ультразвуковой станок, обеспечивающий выполнение отверстий диаметром до 40...60 мм на глубину до 15....20 мм и производительностью не менее 1...2 мм/мин. Потребляемая электрическая мощность генератора при этом не должна превышать 250 Вт.
5. При серийном специализированном производстве изделий из стекла, зеркал, мраморных и керамических плит и т.п., необходимо выполнять в твердых хрупких материалах сквозные отверстия диаметром до 120 мм на глубину до 10 ...15 мм с производительностью не менее 1 мм/мин. Такая обработка должна обеспечиваться применением генераторов мощностью не более 400 Вт.
6. Если в серийном производстве с большим объемом обрабатываемых изделий из твердых хрупких материалов и особо твердых сталей и сплавов возникает необходимость в выполнении сквозных и глухих отверстий диаметром до 5...25 мм и глубиной 40...100 мм с повышенной производительностью - не менее 5 мм/мин, или же производственная необходимость требует выполнения отверстий в слоистых конструкциях из чередующихся слоев хрупких и пластичных материалов (бронестекло, многослойный стеклотекстолит, многослойный фольгированный фторопласт и т.п.), то для решения перечисленных задач необходимо использовать ультразвуковые станки с вращающимся инструментом для абразивной обработки и алмазосодержащие инструменты без абразивной обработки. Электрические генераторы для подобных станков должны характеризоваться небольшой потребляемой мощностью - не более 150...250 Вт.

Рассмотренные типы УЗ станков сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры ультразвуковых станков

Приведенная классификация потребителей является одновременно классификацией необходимых современному потребителю малогабаритных, малоэнергоемких, высокопроизводительных ультразвуковых станков для обработки особо твердых и хрупких материалов.

Таким образом, для удовлетворения потребностей современных потребителей необходимы шесть типов УЗ станков, характеризуемых приведенными в таблице 2.1 параметрами.