Устройство для ультразвуковой обработки материалов

Устройство для ультразвуковой обработки материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для сверления и нарезания резьбы. Сущность изобретения: устройство содержит частотопонижающую накладку, стержневой концентратор с цилиндрическим углублением, выполненным со стороны его торца меньшего диаметра, пьезокерамический элемент с электродами, расположенный между частоте понижающей накладкой и торцом концентратора большего диаметра, прижимнук) гайку, навинченную на концентратор со стороны его торца меньшего диаметра, рабочий инструмент , один конец которого закреплен в цилиндрическом углублении концентратора через цангу, торец максимального диаметра которой контактирует с дном цилиндрического углубления концентратора. Между стенками этого углубления установлена нажимная втулка, один из торцов которой опирается на поверхность прижимной гайки, а форма боковых поверхностей повторяет форму контактирующих с ними поверхностей цилиндрического углубления концентратора и цанги соответственно. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 06 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,Э

Ql

С

C) (21} 4807748/10 (22) 02.04.90 (46) 07.11.92. Бюл, ¹ 41 (71) Самарский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) А.В, Макаров и В.В, Головкин (56) 1. Марков А,И, Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов, M., 1968, с.56 — 58, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1326341, кл. В 06 В 3/00, 1984.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 1184617, кл. В 23 В 37/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: для сверления и нарезания резьбы. Сущность изобретения: устройство содержит частотопонижающую накладку, стержневой концентратор с цилиндрическим углублением, выполненным

Изобретение относится к устройствам для обработки материалов с наложением ультразвуковых колебаний на инструмент, в частности для сверления, развертывания и нарезания резьбы в труднообрабатываемых материалах.

Известны различные конструкции ультразвуковых устройств для сообщения обрабатывающему инструменту ультразвуковых колебаний заданной частоты и амплитуды, которые являются основными параметрами процесса ультразвуковой обработки. При этом стремятся обеспечить минимальные потери энергии, путем получения хорошего акустического контакта соединяемых деталей, которые передают ультразвуковые колебания инструменту. С этой целью был

„„ U „„17735ÎÎ А1 со стороны его — îðöà меньшего диаметра, пьезокерамический элемент с электродами, расположеннь|й между частотопонижающей накладкой и торцом концентратора. большего диаметра, прижимную гайку, навинченную на концентратор со стороны его торца меньшего диаметра, рабочий инструмент, один конец которого закреплен в цилиндрическом углублении концентратора через цангу, торец максимального диаметра которой контактирует с дном цилиндрического углубления концентратора. Между стенками этого углубления установлена нажимная втулка, один из торцов которой опи рается на поверхность прижимной гайки, а форма боковых поверхностей повторяет форму контактирующих с ними поверхностей цилиндрического углубления концентратора и цанги соответственно, 1 ил. разработан широкий спектр различных способов и устройств для крепления инструмента к концентратору (1). Наиболее совершенным, с точки зрения минимальных потерь энергии, является нераэьемный вид соединений (сварка и др.). Однако, эти методы не получили широкого применения, т.к. инструмент быстро изнашивается и требуется его замена, как правило вместе с концентратором. Наиболее широкое распространение получили разъемные способы крепления инструмента, в частности, резьбовое крепление инструмента и концентратора (2). Установлено, что крепление инструмента посредством резьбы с мелким шагом обеспечивает хороший акустический контакт между концентратором и инстру1773500

20

55 ментом, Однако, недостатком таких конструкций является изготовление и применение специального инструмента.

Известно также устройство для ультразвуковой обработки материалов(3), принятое за прототип, в котором инструмент крепится с помощью цанги и накидной гайки. Данное устройство обладает следующими важными преимуществами: — возможность использования стандартного осевого инструмента (сверл, метчиков и др.), — позволяет осуществлять быструю смену инструмента (что особенно проявляется при нарезании резьбы комплектом метчикдв), — благодаря использованию набора цанг с различными отверстиями под соответствующий типоразмер инструмента возможно осуществление обработки для широкой номенклатуры обрабатываемых деталей (отверстий), например, нарезание резьб М3-М12, Однако, серьезным недостатком данной конструкции является то, что конусная поверхность в концентраторе и цанге рассеивает (отражает) энергию, т,к, является "концентратором" с обратной конусностью, т.е, вершина конуса или меньший диаметр обращены в сторону пьезокерамического элемента, а для концентрирования энергии ультразвуковых колебаний применяют различные концентраторы, но меньший диаметр всегда расположен в сторону режущей части инструмента, в котором стремятся сконцентрировать энергию, т.е. получить максимальную амплитуду колебаний. Вследствие отражения волн от конусной поверхности цанги, происходит ее рассеивание, возникновение пучностей и, как следствие, сильный нагрев этой части концентратора и гайки, т,е. имеется значительная потеря энергии ультразвуковых колебаний.

Целью изобретения является повышение КПД устройства за счет уменьшения . потерь энергии ультразвуковых колебаний.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве дпя ультразвуковой обработки материалов содержащем частотопонижающую накладку, стрежневой концентратор с цилиндрическим углублением, выполненным со стороны его торца меньшегодиаметра, пьезокерамический элемент с электродами, расположенный между частотопонижающей накладной и торцом концентратора большего диаметра, прижимную гайку, навинченную на концентратор со стороны его торца меньшего диаметра, рабочий инструмент, одйн конец которого закреплен в цилиндрическом углублении концентратора через цангу. торец цанги максимального диаметра контактирует с дном цилиндрического углубления концентратора, между стенками цилиндрического углубления концентратора и наружными боковыми стенками цанги установлена введенная нажимная втулка, один из торцов которой опирается на поверхность прижимной гайки, а форма боковых поверхностей повторяет форму контактирующих с ними поверхностей цилиндрического углубления концентратора и цанги соответственно.

На чертеже представлено устройство для ультразвуковой обработки материалов.

Устройство содержит пьезокерамический элемент 1 связанный с частотопонижаf ющей накладкой 2 и концентратором 3, На концентратор 3 со стороны торца меньшего диаметра, имеющего цилиндрическое углубление, навинчена прижимная гайка 4 связанная с нажимной втулкой 5. В свою очередь нажимная втулка 5 взаимодействует с цангой 6, в которой закрепляется рабочий инструмент 7, Цанга 6 торцом большего диаметра 8 контактирует с дном цилиндрического углубления концентратора. Нажимная втулка 5 одним торцом опирается на поверхность прижимной гайки 4, а форма боковых поверхностей повторяет форму контактирующих с ней поверхностей цилиндрического углубления концентратора 3 и цанги 6. Зажим инструмента 7 осуществляется путем завинчивания прижимной гайки

4, вследствие чего нажимная втулка 5 воздействует на конусную поверхность цанги 6. Работа устройства осуществляется следующим образом.

В концентраторе 3 пьезокерамический элемент 1 возбуждает продольные колебания ультразвуковой частоты. При распространении волн происходит отражение их от конусной поверхности цанги. обращенной своей вершиной к режущей части инструмента, что приводит к концентрации энергии в инструменте 7.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой обработки материалов, содержащее частотопонижающую накладку, стержневой концентратор с цилиндрическим углублением, выполненным со стороны его торца меньшего диаметра, пьезокерамический элемент с электродами, расположенный между частотопонижающей накладкой. и торцом концентратора большего диаметра. прижимную гайку, навинченную на концентратор со стороны его торца меньшего диа1773500

Составитель В.Головкин

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор С.Кулакова

Заказ 3886 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 метра, рабочий инструмент, один конец которого закреплен в цилиндрическом углублении концентратора через цангу, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

КПД за счет уменьшения потерь энергии ультразвуковых колебаний, торец цанги максимального диаметра контактирует с дном цилиндрического углубления концентратора, между стенками цилиндрического углубления концентратора и наружными боковыми стенками цанги установлена введенная нажимная втулка, один из торцов которой опирается на поверхность и рижим5 ной гайки, а форма боковых поверхностей повторяет форму контактирующих с ними поверхностей цилиндрического углубления концентратора и цанги соответственно.