Ультразвуковое устройство для поверхностного упрочнения

Ультразвуковое устройство для поверхностного упрочнения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ шариками , содержащее ультразвуковой преобразователь и соединенный с ним волновод в виде стакана, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества упрочнения и повышения производительности при обработке внутренний поверхностей деталей типа колец, оно снабжено отражателем« выполненным в виде усеченного конуса , установленного меньшим основа- , нием на дне стакана и закрепленного на ультразвуковом преобразователе. ё :о :о ;л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3273369/25-08 (22) 29.01.81 (46) ° 07.04.83. Бюл..В 13 (72) В.А.Николаев, Б.Л.Штрихов и В.A.Êàëååç (71) Куйбыювский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (53) 621.9.047(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 608564, кл. В 06 В 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 730549, кл. В 24 В 3/06, 1979 (прототип) .

3. Авторское свидетельство СССР

Р 63452, кл. В 24 В 3/00, 1939З(50В 24 С 1 10 В 24 В 1 04 (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ шари-. .ками, содержащее ультразвуковой преобразователь и соединенный с ним волновод в виде стакана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества упрочнения и повышения производительности при обработ,ке внутренним поверхностей деталей типа колец, оно снабжено отражателем„ выполненным в виде усеченного конуса, установленного меньшим основа,нием на дне стакана и закрепленного на ультразвуковом преобразователе..1009735

Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Заказ 2589/10 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Изобретение относится к машиностроению," в частности к технологии унрочнения внутренних поверхностей . цилиндрических заготовок металлическими шариками, приводимыми в колебательное движение ультразвуковым инструментом.

Известны ультразвуковые устройства для упрочнения поверхностей, содержашие ультразвуковой преобразователь, концентратор которого соединен

* волноводом, выполненным в форме стакана (1 и 2) . Упрочнение осуществляется стальными шариками, Приводимыми в движение колеблющимся с ультразвуковой частотой волноводом-отака- 15 ном, Применение таких устройств не позволяет обеспечить высокое качество упрочненного слоя, особенно при обработке внутренних поверхностей за-20 готовок. Зто выражается в неоднородности пластической деформации поверхности заготовки и происходит вследствие того, что шарики совершают хаотическое движение с разными углами, атаки поверхности. С увеличением количества шариков хаотичность их движения увеличивается. В большинстве случаев наблюдается косой удар шариков об обрабатываемую поверхность, Зто приводит, кроме упрочнения, к изнашиванию поверхности и потере деталью правильной геометрической ,формы. Время упрочнения велико, .так как при косом ударе только незначительная часть кинематической энергии

35 расходуется на пластическую деформацию обрабатываемой поверхности.

Известно также устройство для песко- или дробеструйной очистки внут ренней поверхности труб, содержашее 40 стержень со сменным коническим наконечником, больший диаметр которого соответстнует диаметру трубы. Конический наконечник служит. для отраже,ния струи песка или дроби на стенки 45 трубы (3).

Однако при обработке значительная часть кинетической энергии струи песка или дроби теряется при ее ударе о конический наконечник и процесс 50 очистки и упрочнения внутренней поверхности происходит менее интенсивно, необходимы большие затраты времени. чем при прямом ударе струи.

Пе.-.ью изобретения является улучшение характеристик упрочняемой поверхно"ти и снижение времени обработки при упрочнении внутренних поверхностей заготовок типа колец.

Цель достигается тем, что в ультразвуковое устройство для поверхностного упрочнения шариками, содержащее ультразвуковой преобразователь и соединенный с ним волновод в виде стакана, введен отражатель, выполненный в виде усеченного конуса, установленного меньшим основанием на дне стакана и закрепленного на преобра" зователе.

Предложенное ультразвуковое устройство изображено на чертеже.

Заготовка 1, внутреннюю поверхность которой надо упрочнить, вставляется в волновод-стакан 2. Дно 3 волновода-стакана прижимается к торцу 4 концентратора 5 основанием б конического отражателя 7 при завертывании хвостовика 8 с резьбой в отверстие 9 концентратора. Волноводстакан может быть составлен иэ заготовок, внутренние поверхности которых упрочняют. Угол наклона конического отражателя равен 45;. Это обес" печивает удары шариков 10 об упроч" няемую поверхность под углом, близким к прямому.

На кривой 11 показано распределение амплитуд смешения дна стаканаволновода.

Устройство работает следуюшим образом.

В волновод-стакан вставляют заготовки, которые нужно упрочнить, и засыпают в один слой шарики. Ввертывают в концентратор конический отра« жатель. Создают ультразвуковые колебания. Шарики получают энергию от колеблкицегося с ультразвуковой час тотой дна волновода-стакана. Ударяясь о колеблкщийся с ультразвуковой частотой конический отражатель, шарики приобретают дополнительную кинетическую энергию и, отражаясь от конуса, ударяются об упрочняемую поверхность заготовки .под углом, близким к прямому. Угол атаки зависит от соотношения диаметра и высоты волновода-стакана, При использовании .предлагаемогс устройства для упрочнения заготовок из стали .ШХ15 твердость по Виккерсу ,HV 1080-1100 достигается за 5 мин вместо 15 мин при упрочнении на известных ультразвуковых установках, при этом наблюдается более однородная поверхность, улучшаются точностные характеристики.