Устройство для волочения микропроволоки с наложением ультразвуковых колебаний

Устройство для волочения микропроволоки с наложением ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ МИКРОПРОВОЛОКИ С НАЛОЖЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащее ультразвуковой преобразователь , волновод с размещенным в пучности колебаний волоками, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества волочения микропроволоки путем улучшения резонансной стабильности волновода, волновод выполнен из четного количества последовательно соединенных звеньев, состоящих из одинаковых по форме и размерам резонаторов , соединенных между собой соосно с помощью перемычек, при этом ультразвуковой преобразователь установлен между резонаторами соседних звеньев в центре волновода , а волоки установлены на стыке смежных резонаторов звеньев перпендикулярно их продольной оси и симметрично по обе стороны относительно ультразвукового преобразователя . (Q О5 СП О ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(1) В 21 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500024/22-02 (22) 15.10.82 (46) 07.01.84. Бюл. № 1 (72) В. М. Колешко, В. Я. Сунка и Л. А. Колешко (71) Белорусский политехнический институт (53) 621.778.07 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 648301, кл. В 21 С 3/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 511988, кл. В 21 С 3/00, 1974.

3. Клубович В. В., Степа нен ко А. В.

Ультразвуковая обработка материалов.

Минск, «Наука и техника», 1981, с. 28 — 36. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ МИКРОПРОВОЛОКИ С НАЛОЖЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, „„SU„„1065058 A содержащее ультразвуковой преобразователь, волновод с размещенным в пучности колебаний волоками, отличающееся тем, что, с целью повышения качества волочения микропроволоки путем улучшения резонансной стабильности волновода, волновод выполнен из четного количества последовательно соединенных звеньев, состоящих из одинаковых по форме и размерам резонаторов, соединенных между собой соосно с помощью перемычек, при этом ультразвуковой преобразователь установлен между резонаторами соседних звеньев в центре волновода, а волоки установлены на стыке смежных резонаторов звеньев перпендикулярно их продольной оси и симметрично по обе стороны относительно ультразвукового преобразователя.

1065058

40

50

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в устройствах прецизионного волочсния микропроволоки для различных целей микроэлектроники.

Известно устройство для волочения с наложением ультразвуковых колебаний, содержашес вибратор, соосно с ним установлен полый цилиндр, в торце которого закреплена рабочая волока и дополнительная волока, установленные на пружине в полости цилиндра — волновода перед рабочей волокой с осевым зазором (1).

Недостатком известного устройства при волочении тонкой проволоки является неравномерность механического воздействия дополнительной волоки на протягиваемую проволоку, что приводит как к геометрической неоднородности, так и к появлению отдельных очагов упрочненного металла

»икропроволоки.

Известно устройство для волочения металла с применением ультразвуковых колебаний, содержащее вибратор, конденсатор, в пучности механических колебаний которого установлена волока, при этом для уменьшения усилия волочения используют сложные продольно-крутильные колебания, для получения которых участок концентратора длиной Я!4 от волоки выполнен с поперечными сечениями фасонной формы, а в продольном направлении эти сечения образуют винтовую поверхность, при этом шаг винтовой линии уменьшается в направлении волоки12).

Недостаток данного устройства — неудовлетворительная стабильность волочения при непрерывной длительной работе устройства из-за нестабильности параметров ультразвукового преобразователя.

Известно устройство для волочепия с наложением ультразвуковых колебаний для многониточного волочения проволоки, состояшес из однородного волновода, двух преобразователей, укрепленных на торцах волновода, трех волок, закрепленных в узлах колебаний. Данное устройство обеспечивает более высокую стабильность геометрически. и механических свойств протянутой через волоку проволоки, так как при закреплении волоки з пучности механических напряжений волновода влияние режима волочения меньше влияет на резонансные свойства волновода и резонансное согласование преобразователей с генератором (31.

Недостатками этого устройства являются резонансное рассогласование элементов волновода, d TdK?Kp рассогласование его с генератором, что приводит при волочении проволоки малого диаметра к значительно»у изменению механических свойств проволоки. При значительном рассогласовании уменьшается амплитуда механических колебаний и значительно увеличивается усилие волочения, что приводит к частому обрыву тонкой проволоки.

Цель изобретения — повышение качества волочения микропроволоки путем улучшения резонансной стабильности волновода.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для волочения»икропроволоки с наложением ультразвуковых колебаний, содержащем ультразвуковой преобразователь, волновод с размешенными в пучности колебаний волоками, волновод выполнен из четного количества последовательно соединенных звеньев, состоящих из одинаковых по форме и размерам резонаторов, соединенных между собой соосно с помошью перемычек, при этом ультразвуковой преобразователь установлен между резонаторами соседних звеньев в центре волновода, а волоки установлены на стыке смежных резонаторов звеньев перпендикулярно их продольной оси и симметрично по обе стороны относительно ультразвукового преобразователя.

На фиг, 1 представлено устройство для волочения микропроволоки; на фиг. 2 амплитудно-частотные зависимости механического смещения.

Устройство содержит пьезокерамический преобразователь 1, волновод. состоящий, например из шести звеньев 1- — VI, каждое из которых содержит резонаторы 2 и перемычки 3, волоки 4 и 5, закрепленные между резонаторами соседних звеньев и направляющие ролики 6, на которые укладывается протягиваемая в направлении Р проволока 7. На фиг. 2 представлены АЧХ механического напряжения (смегцения) волновода однородной узкополосной системы 8, АЧХ механического напряжения 9 в двух ближних к преобразователю волоках 4 и

АЧХ механического напряжения 10 в месте расположения волок 5.

Устройство работает cëåäóþùè» образом.

При возбуждении пьезокерамических преобразователей 1 электрическим напряжением в последнем происходит преобразование электрической энергии в механи ческу.к?. Возникающие в греобразователях

1 механические колебания распространяются через звенья волновода и достигают волок

4 и 5. Волноводно-излучающая линия представляет собой неоднородную линию, составленную из отрезков длинных механических линий с резонансными волновыми сопротивлениями (различные диаме-.-ры), так как вся волноводно-излучающая система состоит из отдельных широкополосных звеньев 1 1, каждое из которых состоит из двух резонаторов 2, связанных перемычками 3.

В этом случае ширина полосы пропускания всей системы и каждого звена определяется отношением волновых сопротивлений резонатора и перемычки. Чем больше

1065058

7ä;,5

725

Фыг.2

Составитель P. Гаврюшина

Редактор Н. Воловик Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 0543/10 Тираж797 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 это отношение, тем уже полоса пропускания и лучше равномерность АЧХ механических колебаний.

Известно, что при волочении проволоки малых толщин уходы резонансной частоты колебательной системы составляют не более 0,3 — 0,4о/0. При такой величине ухода наиболее целесообразно длину резонатора и перемычки выбирать четвертьволновой.

В этом случае длина всей возвратно-излучающей системы минимальна. Если при четвертьволновой длине перемычки и резонатора величина отношения их волновых импедансов лежит в пределах 5 — 20, то расширение полосы пропусканием составляет до 8 — 3 /о от резонансной частоты. Это значит, что в этом частотном диапазоне амплитуда механических колебаний (напряжений) остается практически постоянной при влиянии различных дестабилизирующих факторов-нагрева, изменения усилия натяжения провода в волоке и т. д. При закреплении пьезокерамического преобразователя в центре волноводно-излучающей системы в волоках, расположенных равноудаленно симметрично по обе стороны от преобразователя, возникают одинаковые динамические механические напряжения.

Предлагаемое устройство имеет достаточ10 но широкие полосы пропускания частот, что и обеспечивает повышение качества ультразвуковой обработки за счет высокой стабильности параметров широкополосных ультразвуковых волноводно-излучающих систем.

Использование предлагаемого изобретения позволяет улучшить на 15 — 30о/о однородность механических параметров по длине проволоки.