Вибрационная обработка в зависимости от характера применяемой рабочей среды представляет собой механический или механохимический процесс съема мельчайших частиц металла и его окислов с обрабатываемой поверхности, а также сглаживание микронеровностей путем их пластического деформирования частицами рабочей среды, совершающими в процессе работы колебательное движение.

Процесс сопровождается последовательным нанесением на поверхность обрабатываемой детали большого числа микроударов множеством частиц рабочей среды при их взаимном соударении и скольжении, вызванных действием направленных вибраций, сообщаемых рабочей камере, в которой размещены обрабатываемые детали и рабочая среда.

На рисунке 3.45 представлена схема установки для вибрационной обработки. Обрабатываемые детали загружаются в рабочую камеру 1, заполненную рабочей средой требуемой характеристики. Рабочей камере, смонтированной на пружинах 2 и имеющей возможность колебаться в различных направлениях, сообщается вибрация от инерционного вибратора 3 с частотой в пределах 15-50 Гц (900-3000 кол/мин) и амплитудой от 0,5 до 5-9 мм. В процессе вибрирования детали рабочая среда непрерывно подвергается переменным по знаку ускорениям. Рабочая среда и обрабатываемые детали приходят в интенсивное относительное перемещение, совершая два вида движений: колебательное и медленное вращение всей массы (циркуляционное движение). От стенок рабочей камеры вибрация передается прилегающим слоям рабочей среды, которые передают ее следующим слоям и т. д.

В процессе обработки детали занимают различные положения в рабочей среде, что обеспечивает достаточно равномерную обработку всей поверхности, контактирующей с рабочей средой. Воздействие на обрабатываемую деталь одновременно большого числа микроударов в

Рис. 3.45. Схема установки для вибрационной обработки

различных направлениях способствует в некоторой степени удержанию ее во взвешенном состоянии, исключая таким образом грубые забоины и повреждения деталей. Под действием вибраций обработка происходит во всех зонах рабочей камеры, несколько эффективней обработка у дна, где давление рабочей среды выше. По мере удаления от стенок рабочей камеры амплитуда колебаний частиц среды и интенсивность обработки уменьшаются.

Большинство операций виброобработки производится с непрерывной или периодической подачей технологической жидкости (ТЖ), которая обеспечивает удаление продуктов износа (частиц металла и абразива) с поверхности деталей и частиц рабочей среды, смачивает детали и среду, помогает их разделению и равномерному распределению деталей в рабочей среде. Путем изменения уровня жидкости в рабочей камере регулируется интенсивность обработки. В состав ТЖ могут вводиться различного рода химически- и поверхностно-активные вещества, что позволяет регулировать интенсивность процесса и качество обработки. ТЖ способствует также охлаждению обрабатываемых деталей.

В зависимости от назначения операции могут применяться абразивные материалы различных характеристик, требуемой формы и размеров.

Интенсивность вибрационной обработки зависит от таких факторов, как режим и продолжительность обработки, характеристика и размеры частиц рабочей среды, объем рабочей камеры и степень ее заполнения, механические свойства материала обрабатываемых деталей и др.

Значение основных параметров процесса характеризуется следующими величинами: скорости частиц рабочей среды могут достигать 0,3-1 м/с, ускорения 20-150 м/с²; силы микроудраров 15-50 Н и более; возникающие при этом контактные давления в зависимости от размеров контактных площадок могут достигать от 700-1200 кГс/мм². Мгновенные значения температуры в зоне соударения могут достигнуть от 150-300 до 500-700 °С, средняя температура в рабочей камере обычно не превышает 30-40 °С.

Формирование поверхностного слоя в процессе вибрационной обработки происходит под действием многократно повторяющихся микроударов частиц рабочей среды, вызывающих образование следов обработки, изменение геометрических и физико-механических параметров поверхностного слоя.