Устройство для обработки давлением с наложением ультразвуковых колебаний

Устройство для обработки давлением с наложением ультразвуковых колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

/, ОП ИСА O È Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (i I i 614851

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОееСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено09.07,76 (2т) 2386068/25-27 с присоединением заявки №

2 (5! ) М. Кл

В 2 1 Х) 2 2/т.. =

Гасударственный комитет

Саввта Мхнистрав СССР ао делам изааретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано15.О7.78,Бюллететть ¹26 (53) УДК 621,7. .О22.6 (О88.8) (45) Дата опубликования описания 07,06,78 у (72) Авторы изобретения

В. Ф. Казанцев и В. Н. Виноградов (71) Заявитель

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАВЛЕНИЕМ С НАЛОЖЕНИЕМ

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к обработке материалов давлением.

Известно устройство дпя обработки металлов давлением в ультразвуковом по ле, в котором матрица и пуансон установ-. лены на торцах волноводов стержневой системы продольных колебаний (1 (Изввстное устройство имеет ряд. недо» статков, ограничивающих область его. применения. Например, оно имеет большие габариты в направлении оси цеформирования, что требует применении при его ис- пользовании специализированного оборудования; усилие деформиррвания, передавае мое через фланец, ограничено максимально допустимой толщиной фланца из условия эффективности акустической развязки колебательной системы от массы машины; стержневая система продольных копебант(й

I может быть возбуждена, максимум двумя . магнитострикционными поеобразователя, ми,.что ограничивает манность колебаний, используемую дпя интенсификации технологического процесса. . Наиболее близким K предлагаемому

lID технической сущности и достигаемому результату является устройство для обработки давлением с наложением ультразвуковых колебаний, в котором ультразвуковые колебания подводятся к матрице нормально ее образующей через обойму ре зонансн ого диаметра с р асп опожен ными пп ее периметру препбриипеепепими (2), Акустическая изоляция колебательной сита стемы такого устройства осуществляет ся посредством опорного кольца, расположенного в узловой окружности стоя- чей радиальной ультразвуковой волны и резонансной поддержки, выполненного в виде втулки с фпанцем, закрепленным на опорной пните. Втулка имеет радиальные пазы.для уменьшении жесткостц в радиальном направлении, à ее длина равна целому числу четвертей длин про20 допьной ультразвуковой волны, что поэ воляет отражать возникаккпие в стакане продопьньге ультразвуковые волны и этим самым уменьтпать утечку акустической энергии B BBocHBBbIe звенья устройства и деформтеруиецей машины, 614851

Недостаток описанного устройства в эначигепьных потерях акустической энер гии как на внутреннее трение в резонаном ной поддержке при возбуждении в ней стоячей продопьной ультразвуковой вопны, так и вследствие утечки энергии возника- 5 ющих в пуансоне вопн продопьных копеба -. ний из-эа отсутствия) акустической раэ. вязки пуансона.

Описанная конструкция резонансной под-4 держки неприемпема дпя обеспечения опэры и направпения обоймы с матрицей и эф фективной акустической изоляции системы, в которой испопьзуется обойма резонансного диаметра. цепь изобретения —. снижение потерь энергии упьтразвуковых копебаний.

Для этого впредлагаемомустройстве резонансная поддержка (втулка) соединена торцом c,îáîéìoé по периметру последней, а длина втупки от торца до фпанца равна ее pub нансной дпине изгибных копебаний. Кроме того, пуансон и вытапкиватепь выпопнень! в виде ступенчатых концентраторов ультразвуковой энергии. Пуансон и вытапкиватепь обращены один к другому ступенями

;MOHbUlHx диаметров. Суммарная дпина пуансона и вытапкиватепя между наиболее уды пенными торцами ступеней, наибопьшего диаметра равна резонансной дпине их про» допьных копебаний. Суммарная длина пуансона и вытапкиватепя кратна нечетному чиспу дпин понувопн продопьных копебаний. Дпина каждой ступени наибопьшего

;диаметра кратна нечетному чиспу четвер. той дпины вопиы продопьных копебаний.

На чертеже изображено описываемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит обойму .1 резо нансного диаметра, встроенную в обойму матрицу 2, распопоженные по периметру

40 обоймы магнитострикционные .преобразова тепи 3, резонансную поддержку 4, пуансон 5 и : вытапкиватепь 6.

Устройство работает спедуюшим обра эом.

Механические копебания упьтразвуко" вой частоты на торцах преобразователей

3 продопьных копебаний возбуждают в обойме 1, а через нее в матрице 2 ради-, 50 альные колебания с эпюрой смещений 7.

B результате эффекта Пуассона радиаль ные копеоания в обойме и матрице выэы. вают продопьные копебания в пуансоне 5 и вытапкиватепе 6 с эпюрой смещений 8.

В ципиндрических частях пуансона и выгапкиватепя, имеющих наибопьший gsw метр, происходит уменьшение амппитуды смещений продольных копебаний. Основотражается от свободных торцов пуансона и вытапкиватепя, Топько небопьшая часть энергии проникает через контактные поверхности в пассивные эпементы устройства и деформирующей машины.

Радиапьные копебания в обойме вызывают иэгибные копебания в резонанс» ной поддержке.

Очаг деформации под торцом пуансона расположен в минимуме смещений радиапьной и продольной упьтразвуковых вопн,, спедоватепьно, в максимуме напряжений;, Таким образом достигается снижение потерь энергии упьтраэвуковых копебаний, ч.то поэвопяег получать более высоки)и

КПД устройства ипи применять источники упьтразвуковых копебаний меньшей м ощн ос ти.

Формула, изобретения

1. Устройство дпя обработки давпением с наложением упьтразвуковых копе баний, содержащее соосные пуансон, вытапкиватепь и матрицу, установленную в обойме резонансного диаметра, а также генераторы упьтразвуковых копебаний, на-. пример магнитострикционные преобразователи, распопоженные на обойме по ее пе риметру, и резонансную поддержку обоймы, выпепненную в виде имеющей сквозные пазы в стенке цилиндрической втулки с фпанцем, эакреппенным на опорной ппите, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения потерь энергии упьтразвуковых колебаний, втулка соединена торцом с обоймой по периметру последней, а длина втулки от торца до фпанца равна ее резонансной дпине изгйбных копебаний.

2. Устройство по п. 1, о т п и ч а ющ е е с s тем, что пуансон и вытапкиватель выпопнены в виде ступенчатых концентратов упьтраэвуковой энергии, обра щенных один к другому ступенями меньших диаметров, суммарная дпина пуансо на и вытапкиватепя между наиболее уда пенными торцами ступеней наибопыпего диаметра равна резонансной дпине их продопьных колебаний и кратна нечетному чиспу дпин попувопн продольных копеба-. ний, а дпина каждой ступени наибопьшего диаметра кратна нечетному чиспу четвер тей длины вопны продопьных копебаний.

Источники информации,. принятые во рнимание при экспертизе: 1. Северденко В. П., Кпубович.В. В., Степаненко A.B., Обработка метаппов давлением с упьтраэвуком. Минск, 1973. с. 81-94.

2. Патент Ангпии ю 1.ййбо1л

Составитель В. Абулов

Редактор И. Марголис Техред А. Алатырев Корректор М. Демчик

Закай 3809(6 Тиржк 1087 Подписи ое

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий

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