Устройство дл ультразвуковой обработки

Устройство дл ультразвуковой обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) + (") 516436

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 25.09.73(21) 1962360/25-8 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 08 В 3/OO

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делак ивавретений н открытий (43) Опубликовано05.06.76.Бюллетень %21 (53) уд1, 621.9.048.6 (088. S } (45) Дата опубликования описан::кя 07,06,77 (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в различном технологическом оборудовании при обработке материалов с наложением ультразвуковых колебаний. 5

Известны устройства для ультразвук овэй обработки, содержащие электроакустический (магчитэстрикционный или пьезоэлектрический) преобразователь, соединенный с волноводной системой, и инструмент. В таких 10 устройствах передача ультразвуковых колебаний от электроакустического преобразователч к инструменту осуществляется через волноводную систему стержневой формы

Б

Недостатком известных устрэйств является их невысокая добротность и нестабильность амплитудно-частотных характеристик, снижающая эффективность устройств при технологическом применении. Этэ вызвано 20 тем, что работа существующих конструкций основана на использовании эднэмерногэ резонанса, т.е. резонанса стержня.

Бель изобретения — повышение дэбрэтн ости волн оводн ой системы. 25

Этэ достигается тем, что в предлагаемом устройстве вэлнэвэдная система выполнена в виде тригэнальнэй призмы с размерами основания и высоты, кратными длине полувэлны возбуждаемых в ней кэлебаний. Длину стороны эснэвания призмы выбирают кратной длине поперечной пэлувэлны возбуждаемых кэлеоаний, а высоту призмы- кратной длине прэдэльной пэлувэлны указанных кэлебаний. Электроакустический преобразователь может быть присоединен как к центру боковой грани призмы, так и к ее вершине. Наилучшие результаты дэстигаются при присоединении инструмента в центре основания призмы перепендикулярно последней.

Для работы на высших гармониках либэ при необходимости возбуждения нескэльких инструментов с параллельными друг относительно друга осями волновэдная система может выполняться в виде призм или граненых фигур, форма которых образована путем многократной мультипликации на плоскости элементарной ячейке в виде тригональной призмы, имеющей размеры, соответствующие первой моде колебаний.

516446

На фиг. 1 изображено предлагаемое усл ройство с электроакустическим преобразователем, закрепленным в центре боковой гра1 .и призмы; на фиг. 2 — то же, с преобразо вателем, установленным в вершине призмы: на фиг. 3 и 4 — варианты выполнения устройства при возбуждении его несколькими преобразователями; на фиг. 5 — схема, иллюстрирующая смешение частиц на поверхности призмы при длине стороны его основания, равной длине поперечной волны, на

$m . 6 — устройство с волноводной системой, форма которой образована мультипликацией элементарной ячейки в виде тригональной призмы; на фиг. 7 — устройство, показанное на фиг. 6, оснащенное несколькими инструментами.

Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, прикрепленный к правильной тригональной призме 2, и инструмент 3.

Электроакустический преобразователь 1 прикрепляется к призме 2 в центре ее боковой грани (фиг. 1) или в вершине призмы (фиг. 2). Направление излучаемых преобразователем продольных колебаний параллельно высоте осНоВВННН призмы. Обрабатывыоший инструмент 3 закрепляется перпендику-, лярно плоскости основания призмы в его цен тре.

Электроакустический преобразователь 1 и инструмент 3 соединяются с призмой 2 известными способами — с помощью пайки, сварки, склеивания, а также резьбовых и конических соединений.

Высота л длина стороны основания призмы связываются кратными соотношениями с, длинами продольной либо поперечной полувотйь, Длина стороны основания выбирается равной Ят или — зд, >, где Дт — длина попв.2 и" речной волны. В первом случае устройство наиболее пригодно для получения продольных колебаний на инструменте и бегущей вот.лы на гранях призмы, на оснащенной инструментом (направление векторов скорости в различных местах призмы указано стрелками на фиг. 5), во втором — для возбуждения поперечных колебаний с вращением волны на инструменте в одном направлении с периодом оборота, равным периоду возбуждаемых колебаний. В обоих случаях толшина призмы принимается меньшей 3, °

Длина инструмента и габариты электроакустических преобразователей рассчитывв.отся по известным соотношеякжл с етом скорости продольной и поперечной волн для их материалов.

В предлагаемом устройстве призма может быть совмещена с рабочим инструмен том. При необходимости устройство возбуждается несколькими преобразователями, устанавливаемыми в центрах боковых граней и в вершинах призмы (фиг. 3 и 4).

С использованием формы волноводной системы в виде призмы путем мультипликации последней в плоскости основания могут быть образованы волноводные системы, имеющие форму ромбических, гексагональ19 ных и других призм (фиг. 6), выполненные из сплошного материала, причем выбор размеров последних основывается исходя из размеров тригональной призмы для первой моды колебаний, которая в данном случае

l5 рассматривается как- элементарная ячейка.

Они могут применяться непосредственно в качестве рабочего инструмента (например, в виде притирочных плит и т.д.)., а также снабжаться несколькими параллель20 нныымми и ммеежждду у ссооббоой и ииннссттррууммееннттааммии, устанавливаемыми в центры оснований элементарных ячеек (фиг. 7, .

Использование волноводных систем в форме тригональной призмы повышает до26 бротность устройства в 7-10 раз в сравнении с волноводными системами стержневой формы.

® Формула из о бретени яI. Устройство. для ультразвуковой обработки, содер>кащее электроакустический преобразователь, соединенный с волноводной системой, и инструмент, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения добротности волноводной системы последняя выполнена в виде тригональйой призмы с размерами основания и высоты,.кратны4О ми алине полуволны. возбуждаемых в ней колебаний.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что длина стороны основания призмы кратна длине поперечной полуволны возбуждаемых колебаний.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что высота призмы кратна длине продольной голуволны возбуждаемых колебаний.

ЬО

4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электроакустический преобразователь присоединен к центру боковой грани призмы.

5. Устройство по пп. 1-3, о т л иЯ ч а ю щ е е с я тем, что электроакустический преобразователь присоединен к вершине призмы.

6. Устройство по пп. 1-3, о т л и—

60 ч а ю щ е е с я тем, что инструмент присоединен в центре основани я призмы перпендикулярно последней.

7. Устройство по пп. 1-6 отли516436

6 чаюшееся тем, что волноводная система образована мультипликапией тригональной измы в плоскости ее основания

Составитель Ф. Юронин

Редактор И. Бродская Техред О. Луговая Корректор Н. Ковалева

Заказ 739/151 Тираж 723 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Сэвета Министров СССР пэ делам изобретений и открытый

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

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