Ультразвуковая колебательная система

Ультразвуковая колебательная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

П АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалнсткчвсккк

Республик о»986752 (61) Дополнительное к авт. свод-ву (22) Заявлено 30. 04. 81 (21) 3281308/25-08 (5qjМ g+ 3 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

В 24 В 37/00//

В 24 В 1/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (ЩУДИ621.9.048..б (088,8) Опубликовано 070183. бюллетень М 1

Дата опублмковання описания 070183

В.Г.Бегун, lO.È.Óäàëîâ и А.Н.Эацепилии .;., (72) Авторы изобретения

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного...Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВАЯ КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к области механической обработки материалов и предназначено преимущественно для использования в ультроэвуковых установках для механической обработки отверстий на металлорежущих:станках.

Известны ультразвуковые магнитострикционные преобразователи, используемые в ультразвуковых технологических установках, содержащие последовательйо акустически связанные вибратор, концентратор ультразвуковых колебаний и рабочий инструмент, который крепится к концентратору либо с помощью пайки, либо с помощью резьбового соединения (1) .

Известен также ультразвуковой преобразователь, у которого акустический контакт обеспечивается легкоплавкой металлической пластиной. Преобразователь содержит вибратор, концентратор, рабочий инструмент и IIcLT» рон, выполненный в виде стакана с перфорированным дном, соединенный с рабочим концом концентратора через легкоплавкую мвталлическую пластину (2) .

Эти ультразвуковые колебатвльйые системы не позволяют в качестве рабо", чих органов испольэовать стандартные рабочие инструменты типа метчиков, разверток, зенкеров,сверл и так далее без их существенной переделки при сохране нии условий оперативной сменности! рабочих инструментов.

Целью изобретении является повышение надвжности элементов крепления волноводной системы и точности обработки отверстий за счет более точной базировки рабочего инструмента.

Цель достигается тем, что ультразвуковая колебательная система, содержащая последовательно связанные преобразователь (магнитострикционный или пьезоэлектрический), концентратор (трансформатор колебательной скорости), рабочий. инструмент, акустически связанный с концентратором с

2О помощью легкоплавкого пластичного материала (например, свинца), снабжена четвертьволновым патроном со смеяной втулкой, сопрягаемой с рабочим инструментом в его узловой плоскости и имеющей отверстие для рабочего инструмента, которое выполнено в соответствии с профилем поперечного сечения инструмента.

На чертеже представлена предлагаемая ультроэвуковая колебательная система для обработки отверстий.

986752

Колебательная система содержит преобразователь 1, например магнитострикционный, концентратор ультразвуковых колебаний 2, четвертьволновый развязывающий стакан 3, посадочное отверстие 4. для рабочего инструмента с пластичным материалом 5 (например, свинцом), четвертьволновый.патрон 6, сменную втулку 7, рабочий инструмент

8, устанавливаемый в посадочное отверстие 4.

Передача ультразвуковых колебаний от концентратора 2 к рабочему инструменту 8, например сверлу, осуществляется путем посадки последнего в отверстие 4 концентратора 2,заполненное 15 легкоплавким пластичным материалом 5, например свинцом.Акустический контакт рабочего инструмента 8 с концентратором 2 обеспечивается четвертьволновым патроном 6, имеющим сменную втул- 20 ку 7 с отверстием для рабочего инструмента 8, которое выполнено в соответствии с профилем поперечного сечения рабочего инструмента. Прижимное осевое усилие на рабочий инструмент 8 25 создаетоя путем навинчивания четвертьволнового патрона 6 по резьбе, выполненной на четвертьволновом развязывающем стакане 3, который жестко крепится к фланцу концентратора 2, рас- З0 положенному в узле колебаний. При затяжке патрона 6 обеспечивается деформация пластичного материала 5, плотная посадка хвостовика инструмента в отверстии 4 и надежный акустический контакт между инструментом и концентратором 2. Втулка 7 обеспечивает центровку рабочего инструмента.

Использование четвертьволнового патрона со сменной втулкой, имеющей профилированное отверстие, выгодно отличает предлагаемую ультразвуковую колебательную систему от известных устройств, так как позволяет обеспечить быструю смену различных видов рабочих инструментов в зависимости от технологической необходимости. Наряду с этим она обеспечивает надежный акустический контакт между концентратором и рабочим инструментом независимо от конфигурации хвостовика, повышает надежность элементов крепления волноводной системы акустического узла.

Наиболее широкое распространение в практике ультразвуковой леэвийиой обработки отверстий получило резьбовое крепление режущего инструмента к концентратору. Резьбы на хвостовике инструмента и на рабочем торце концентратора являются дополнительны" ми концентраторами напряжений, что снижает усталостную прочность этих элементов в плоскости реэьбового креп ления (тем более, что зта плоскость находится вблизи пучности напряжения). 6>

В связи с этим именно здесь возможно усталостное разрушение либо инструмента, либо концентратора даже при изготовлении их из материалов наиболее прочных к знакопеременным высокочастотным нагрузкам.

В предлагаемой конструкции резьбы на инструменте и концентраторе отсутствуют, а резьбовые крепления патрона к четвертьволновому стакану осуществляется на относительно большом диаметре. Причем развязка инструмента с помощью четвертьволнового патрона выполнена акустически корректно, так как патрон сопрягается с четвертьволновым стаканом в месте его жесткого крепления в инструментальную оправку. Точность обработки отверстий увеличивается за счет более точной базировки рабочего инструмента в результате его дополнительной центровки патроном, а производительность труда — за счет сокращения подготовительного времени. Ультразвуковую колебательную систему наиболее эффективно использовать на многошпиндельных станках-автоматах, а также на любых специализированных металлорежущих станках, которые оснажены высокочастотным приводом.

При использовании предлагаемой конструкции ультразвуковой колебательной системы в процессе сверления глубоких отверстий на многошпиндельных станках автоматах. при сверлении деталей типа ниппель (диаметр сверления

10 мм,длина детали 130 мм) производительность станка возрастает в два раза.

По ранее применяющейся технологии обработки данных деталей лимитирующей операцией по производительности был процесс сверления, выполнявшееся за два перехода на глубину 70 мм, а сверление на проход осуществлялось на отдельном станке на пониженной подаче, так как поломки сверла в основном происходят при выходе его из детали.

Оснащение станка акустическим узлом .позволило выполнять сверление детали в два перехода на всю ее длину на одном станке на увеличенной в

1,5 раза скорости подачи. При этом полностью исключены поломки режущеro инструмента при.выходе его из детали, причиной которых являлось пакетирование стружки в стружкоотводящих канавках. Размерная стойкость инструмента возрасла в 1,5 раза. Полностью исключен брак деталей из-за увода инструмента от оси заготовки и его поломки при выходе иэ детали.

В процессе эксплуатации предлагаемой ультразвуковой колебательной системы для обработки отверстий в условиях завода в течение года (при двух сменной загрузке) усталостных разру986752

Формула изобретения

Составитель В.Дрожалова Редактор Н.Багирова Техред Т.Маточка- Корректор Н.Король

Заказ 10405/23 Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 шений каких-либо элементов системы не наблюдалось.

Ультразвуковая колебательная система для обработки отверстий, содержащая преобразователь, концентратор и рабочий инструмент; акустически связанный с концентратором с помощью легкоплавкого пластичного материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности крепления волноводной системы и точности обработки отверстий путем более точной базировки рабочего инструмента, она снабжена четвертьволновым патроном со сменной втулкой, сопрягаемой с рабочим инструментом в его узловой плоскости н имеющей отверстие, выполненное по про@илю поперечного сечения инструмент та. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство. СССР .9 250552, кл. В 06 В 1/00, 1967.

2. Авторское свидетельство -СССР

В 257173, кл. В 06 В 1/08, 1968 (прототип) °