Устройство для выдавливания с наложением ультразвуковых колебаний

Устройство для выдавливания с наложением ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено..29.09.80 (21) 2986819/25-27 (51) М. КЛ.з с присоединением заявки Мо

В 21 0 22/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 280?.83. Бюллетень Йо 8 (53) УДК 621.7 ° 022 °

° 6(088.8) Дата опубликования описания 2802.83

/ а.г.овчинников, В.н.виноградов и ф.денедогов

/

, /

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красноцб

Знамени высшее техническое училище им.Н.Э.Ва маца р (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ С НАЛОЖЕНИЕМ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в четности выдавливанием с наложением ультразвуковых колебаний.

Известны устройства для обработки металлов давлением в ультразвуковом поле, в которых матрица и пуансон установлены на торцах волноводов стержневой системы продольных колебаний (1).

Известные устройства имеют ряд недостатков, ограничивающих область их применения. Например, они имеют большие габариты в направлении оси деформирования, что требует специализированного оборудования, усилие деформирования, передаваемэе через фланец, ограничено максимально допустимой толщиной фланца из условия эффективности акустической t развязки колебательной системы от массы мамины, стержневая система продольных колебаний может быть возбуждена максимум двумя магнитострикционными преобразователями, что ограничивает мощность колебаний, используемую для интенсификации технологического процесса.

Известно устройство, в котором ультразвуковые колебания подводятся к матрице (обойме, контейнер ), нормально ее образующей посредством нескольких радиально расположенных по периметру магнитострикционных преобразова".елей. При этом матрица (обойма, контейнер) имеет резонансные размеры по высоте и диаметру, что позволяет изолировать колебательную систему от пассивных элементов машины с помощью опорных колец, размещенных в узловой окружности стоячей радиальной ультразвуковой волны t 2).

Недостатком этого устройства являются значительные потери акустической энергии из-за больших габаритных размеров цилиндрической обоймы, невозможность концентрации ультразвуковой энергии в очаге деформации (на20 пример. с помощью биконических или ступенчатых концентраторов), невозможность акустической развязки колебательной системы описанным выше способом при условии йспользования в ней матрицы (обоймы, контейнера) резонансного размера, при котором отсутствует узловая окружность радиальных колебаний.

Известно такое устройство для выдавливания с наложением ультразвуковых колебаний, содержащее пуансон, 1000139 матрицу, установленную в обойме резонансного размера, преобразователи ультразвуковых колебаний, расположенные по периметру обоймы, резонансную поддержку на изгибных колебаниях и опорную плиту (31.

Недостатком этого устройства, ограничивающим область его применения, является невозможность его применения ,для прямого выдавливания и выдавливания с действием активных сил трения.

При осевом нагружении поддержки на . иэгибных колебаниях изменяют своЮ собственную частоту, что нарушает резонансный режим работы поддержки и системы в целом и приводит к необ- 15 ратимым потерям акустической энергии.

Цель изобретения - повыаение прочности конструкции, снижение потерь акустической энергии на внутреннее трение и повышение эффективности ра- 20 боты.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для выдавливания с наложением ультразвуковых колебаний, содержащее. пуансон, матрицу, уста- 25 новленную в обойме резонансного размера, преобразователи ультразвуковых колебаний,. расположенные по периметру обойм, резонансную поддержку на изгибных колебаниях и опорную плиту, снабжено поддержкой на продольных колебаниях, выполненной в виде ступенчатой опоры резонансной длины, закрепленной на опорной плите, а резонансная поддержка на иэгибных колебаниях подвешена по периметру обойьы и установлена своей нижней частью концентрично по отношению к подцержке на продольных колебаниях с возможностью перемещения вдоль оси.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез (в случае прямого выдавливания); на фиг.2 — то же, в случае обратного выдавливания.

Устройство содержит .обойму 1 резонансного размера, матрицу 2, пуан- 45 сон 3, резонансные поддержки на продольных 4 и на изгибных 5 колебаниях ультразвуковые преобразователи 6 и опорную плиту 7.

Устройство работает следующим образом.

Под действием усилия и при возбуж. денни радиальных колебаний от преобразователей 6 происходит выдавливание .заготовки 8. Осевое усилие воспринимается резонансной поддержкой на продольных колебаниях 4, а поддержка на изгибных колебаниях 5 удерживает обойму в горизонтальной плоскости, совершая колебания и не изменяя сво- 60 вй собственной частоты.

При использовании устройства для прямого выдавливания резонансная подцержка на продольных колебаниях 4 выполняется полой с отверстием,,в кото-6 рое поступает выдавливаемый материал заготовки 8, при этом матрица 2 устанавли вается на верхний торец поддержки.

Если устройство используется для обратного выдавливания, то резонансная поддержка на продольных колебаниях 4 выполыяется сплошной и устанавливается в отверстие матрицы 2. Под действием активных сил трения на стенку при обратном выдавливании матрица 2 перемещается вверх за выдавливаемым материалом заготовки 8, увлекая за собой обойму 1 с резонансной поддержкой на изгибных колебаниях 5, тем самым обеспечивается дополнительное снижение деформирующего усилия.

Резонансная поддержка на продольных колебаниях 4 имеет эпюру колебательных смещений вдоль оси 2 9 а на изгибных 5-10 °

Изобретение предлагаемой конструкции позволит повысить производительность процесса выдавливания за счет снижения потребных усилий на пластическую деформацию 1повышается износостойкость инструмента, скорость деформирования, возникает воэможность, деформирования малопластичных и труднодеформируемых материалов), уменьШить акустические потери на внутреннее трение и повысить прочность констру щии по сравнению с базовым объектом.

Формула изобретения

Устройство для выд,1вливания с наложением ультразвуковых колебаний, содержащее пуансон, матрицу, установленную в обойме резонансного размера, преобразователи ультразвуковых колебаний, расположенные по периметру обоймы, резонансную поддержку на изгибных колебаниях, и опорную плиту, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности конструкции, снижения потерь акустической энергии на внутреннее трение и повышения эффективности работы, оно снабжено поддержкой на продольных колебаниях, выполненной в виде ступенчатой опоры резонансной длины, закрепленной на опорной плите, а резонансная поддержка на иэгибных колебаниях подвешена по периметру обоймы и установлена своей нижней частью концентрично по отношению к поддержке на продольных колебайиях с возможностью перемещения вдоль оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Северденко В.П., Клубович В.В. и Степаненко A.Â. Обработка металлов давлением с ультразвуком. Минск, 1973, с. 81-94.

2. Авторское свидетельство СССР

9 301186, кл. В 21 С 23/00, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

В 614851, кл. В 21 О 22/02, 1976 (прототип).

1000139

Фиа.1

Составитель И.Лад

Редактор Н.Кешеля Техред M.Ãåðråëü Корректор A.Гриценко

Заказ 1225/8 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная, 4