RU2382692C1 - Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations - Google Patents
Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382692C1 RU2382692C1 RU2008124220/02A RU2008124220A RU2382692C1 RU 2382692 C1 RU2382692 C1 RU 2382692C1 RU 2008124220/02 A RU2008124220/02 A RU 2008124220/02A RU 2008124220 A RU2008124220 A RU 2008124220A RU 2382692 C1 RU2382692 C1 RU 2382692C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- deforming
- hole
- ultrasonic vibrations
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке точных отверстий с применением ультразвуковых колебаний.The invention relates to the field of metalworking, in particular to the processing of precision holes using ultrasonic vibrations.
Известно приспособление для ультразвуковой виброобработки, содержащее ультразвуковой резонатор и выполненное раздельно от резонатора основание, на котором имеется впадина или выступ, соответствующие выступу или впадине, выполненным на конце резонатора, и обрабатывающий инструмент, закрепленный на основании. При этом выступ, входящий во впадину, жестко закреплен либо на резонаторе, либо на основании, поэтому при изменении усилия прижима приспособления к обрабатываемой детали или изменении массы обрабатываемой детали исчезает явление резонанса, т.е. при изменении исходных условий обработки необходимо настраивать частоту ультразвуковых колебаний до восстановления условий резонанса (Заявка №61-56060 JP, МКИ 4 В24В 1/04).A device for ultrasonic vibration processing is known, comprising an ultrasonic resonator and a base made separately from the resonator, on which there is a hollow or protrusion corresponding to a protrusion or hollow made at the end of the resonator, and a processing tool mounted on the base. In this case, the protrusion entering the cavity is rigidly fixed either on the resonator or on the base, therefore, when the clamping force of the fixture to the workpiece changes or the mass of the workpiece changes, the resonance phenomenon disappears, i.e. when changing the initial processing conditions, it is necessary to adjust the frequency of ultrasonic vibrations until the resonance conditions are restored (Application No. 61-56060 JP, MKI 4
Известна сборная прошивка для обработки отверстий с наложением продольных ультразвуковых колебаний, содержащая стержень с опорным торцом и жесткозакрепленные на стержне с помощью резьбовых соединений деформирующие и промежуточные элементы из материала разной плотности, расположенные по длине в порядке уменьшения плотности и площади поперечного сечения от опорного торца стержня. Такая конструкция позволяет уменьшить рассеивание энергии колебаний прошивки и увеличить амплитуду колебательного смещения деформирующего элемента (А.С. №956182 СССР, М. Кл.3 В23D 43/02).Known prefabricated firmware for processing holes with the imposition of longitudinal ultrasonic vibrations, containing a rod with a supporting end and rigidly fixed on the rod using threaded joints, deforming and intermediate elements of a material of different density, located along the length in decreasing density and cross-sectional area from the supporting end of the rod. This design allows to reduce the dispersion of the vibration energy of the firmware and increase the amplitude of the vibrational displacement of the deforming element (AS No. 956182 USSR, M. Cl. 3 V23D 43/02).
Недостатком конструкции является то, что изменение осевой нагрузки на прошивку, изменение ее расположения относительно детали по длине отверстия или изменение массы обрабатываемой детали приводит к изменению условий резонанса, т.е. изменению оптимальной частоты колебаний, соответствующей максимальной амплитуде колебаний деформирующих элементов, что значительно снижает эффективность воздействия ультразвуковых колебаний. Для восстановления условий резонанса необходимо подстраивать частоту ультразвуковых колебаний, что снижает скорость обработки.A design flaw is that a change in the axial load on the firmware, a change in its location relative to the part along the length of the hole, or a change in the mass of the workpiece results in a change in the resonance conditions, i.e. a change in the optimal vibration frequency corresponding to the maximum amplitude of the vibrations of the deforming elements, which significantly reduces the effectiveness of the impact of ultrasonic vibrations. To restore the resonance conditions, it is necessary to adjust the frequency of ultrasonic vibrations, which reduces the processing speed.
При создании изобретения ставилась задача сохранения частоты резонанса и амплитуды ультразвуковых колебаний при любых изменениях массы или формы обрабатываемой детали, а также расположения деформирующего элемента относительно обрабатываемого отверстия.When creating the invention, the task was to preserve the resonance frequency and amplitude of ultrasonic vibrations with any changes in the mass or shape of the workpiece, as well as the location of the deforming element relative to the work hole.
Для получения такого технического результата в предлагаемом устройстве для обработки точных отверстий с наложением ультразвуковых колебаний, включающем источник ультразвуковых колебаний, содержащий стержень с опорным торцом, деформирующий и промежуточный элементы, контактные поверхности торцов всех элементов по центру снабжены выступом или отверстием для последовательного свободного размещения выступа одного из элементов в отверстии другого. Источник ультразвуковых колебаний, деформирующий и промежуточный элементы жестко не скреплены между собой, но центрированы по оси обрабатываемого отверстия, причем максимальное поперечное сечение деформирующего элемента больше, а промежуточного элемента - меньше, чем обрабатываемое отверстие. Площадь поперечного сечения контактной поверхности торца предыдущего элемента соответствует площади поперечного сечения контактной поверхности торца последующего элемента.To obtain such a technical result, in the proposed device for processing precise holes with superposition of ultrasonic vibrations, including a source of ultrasonic vibrations, comprising a rod with a supporting end, a deforming and intermediate elements, the contact surfaces of the ends of all elements in the center are provided with a protrusion or hole for consecutive free placement of the protrusion of one from the elements in the hole of another. The source of ultrasonic vibrations, the deforming and intermediate elements are not rigidly bonded to each other, but are centered along the axis of the hole being machined, with the maximum cross section of the deforming element being larger and the intermediate element being smaller than the hole being machined. The cross-sectional area of the contact surface of the end face of the previous element corresponds to the cross-sectional area of the contact surface of the end face of the subsequent element.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство со сферическим деформирующим элементом.Figure 1 shows the proposed device with a spherical deforming element.
На фиг.2 изображено предлагаемое устройство с коническим деформирующим элементом.Figure 2 shows the proposed device with a conical deforming element.
На фиг.3 изображено предлагаемое устройство со сферическим деформирующим элементом, где наружный размер торца стержня источника ультразвуковых колебаний больше размера обрабатываемого отверстия.Figure 3 shows the proposed device with a spherical deforming element, where the outer dimension of the end face of the rod of the source of ultrasonic vibrations is larger than the size of the hole being processed.
На фиг.4 изображено предлагаемое устройство, в котором деформирующий и промежуточный элементы снабжены удлинителем в виде стержня и наружный размер торца стержня источника ультразвуковых колебаний больше обрабатываемого отверстия.Figure 4 shows the proposed device, in which the deforming and intermediate elements are provided with an extension in the form of a rod and the outer dimension of the end face of the rod of the source of ultrasonic vibrations is larger than the hole being processed.
Фиг.5 и фиг.6 иллюстрируют работу предлагаемого устройства.5 and 6 illustrate the operation of the proposed device.
Пример 1Example 1
Предлагаемое устройство (фиг.1) для обработки в детали 1 отверстия 2 содержит сферический деформирующий элемент 3 с центральным отверстием 4 для промежуточного элемента 5. Промежуточный элемент 5 имеет соответствующий центральный выступ 6 и центральное отверстие 7. Источник ультразвуковых колебаний - преобразователь-концентратор 9 снабжен центральным выступом 8, выполненным на контактной поверхности стержня торца 10. Размеры торца 10 не превышают размеры обрабатываемого отверстия 2.The proposed device (figure 1) for processing in the
Пример 2Example 2
Предлагаемое устройство (фиг.2) для обработки в детали 1 отверстия 2 содержит конический деформирующий элемент 3 с центральным отверстием 4 для размещения центрального выступа 6 промежуточного элемента 5, который имеет центральное отверстие 7, соответствующее центральному выступу 8, выполненному на контактной поверхности торца стержня 10 источника ультразвуковых колебаний 9. Размеры торца 10 превышают размеры отверстия 2.The proposed device (figure 2) for processing in the
Пример 3Example 3
Предлагаемое устройство (фиг.3) для обработки в детали 1 отверстия 2 содержит сферический деформирующий элемент 3 с центральным отверстием 4 для размещения центрального выступа 6 промежуточного элемента 5, который имеет центральный выступ 7, соответствующий центральному отверстию 8, выполненному на контактной поверхности торца стержня 10 источника ультразвуковых колебаний 9. Промежуточный элемент снабжен удлинителем в виде стержня 11 с меньшей площадью поперечного сечения и длиной, превышающей длину обрабатываемого отверстия. Площадь поперечного сечения торца промежуточного элемента 5 соответствует площади контактной поверхности торца преобразователя-концентратора 9 и имеет размер больший, чем обрабатываемое отверстие, поэтому преобразователь-концентратор 9 не может следом за деформирующим элементом войти в обрабатываемое отверстие.The proposed device (figure 3) for processing in the
Это дает возможность увеличить длину обрабатываемых отверстий за счет удлинения промежуточного элемента.This makes it possible to increase the length of the machined holes by lengthening the intermediate element.
Пример 4Example 4
Предлагаемое устройство (фиг.4) для обработки в детали 1 отверстия 2 содержит деформирующий элемент 3, снабженный стержнем 12 в качестве удлинителя, на котором выполнено центральное отверстие 4 для размещения центрального выступа 6, выполненного на удлинителе 11 промежуточного элемента 5. Центральный выступ 7, соответствующий центральному отверстию 8 контактной поверхности торца стержня 10 преобразователя-концентратора ультразвуковых колебаний 9, выполнен на торце промежуточного элемента 5 с большей площадью поперечного сечения. В этом случае возможна обработка длинных отверстий.The proposed device (figure 4) for processing in the
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Преобразователь-концентратор ультразвуковых колебаний 9 приводится в соприкосновение с промежуточным элементом 5, который в результате этого получает от него упругие ударные импульсы и передает их деформирующему элементу 3, находящемуся в обрабатываемом отверстии 2 детали 1 (фиг.5). Ударяясь о торец деформирующегося элемента 3, промежуточный элемент 5 проталкивает его по оси обрабатываемого отверстия детали 1, а сам, отскакивая, идет вверх к торцу преобразователя-концентратора 9 (фиг.6), после чего действия повторяются.The transducer-concentrator of
Процесс происходит между торцами преобразователя-концентратора 9 и промежуточного элемента 5 в диапазоне микрозазора А, который обеспечивается минимальным фиксирующим усилием прижатия Р. Промежуточный элемент должен находиться в определенном зазоре между деформирующим элементом и преобразователем-концентратором, где он, получая энергию ударов от торца преобразователя-концентратора ультразвуковых колебаний, отскакивает от него, нанося упругие удары по деформирующему инструменту, от которого отскакивает в обратном направлении и т.д.The process occurs between the ends of the transducer-
При обработке длинных отверстий малых диаметров, когда торец преобразователя-концентратора больше диаметра обрабатываемых отверстий, обработка может вестись за счет увеличения длины промежуточного элемента при сохранении его массы.When processing long holes of small diameters, when the end of the converter-hub is larger than the diameter of the holes to be machined, processing can be carried out by increasing the length of the intermediate element while maintaining its mass.
Подобная обработка точных отверстий позволяет полностью избежать больших усилий проталкивания деформирующего инструмента дорогостоящим прессовым оборудованием и обеспечивает эффективную обработку точных отверстий за счет энергии только ультразвуковых колебаний.Such machining of precision holes completely avoids the large forces of pushing a deforming tool by expensive press equipment and provides efficient processing of precision holes due to the energy of only ultrasonic vibrations.
Такая конструкция стабилизирует условия резонанса системы, т.к. промежуточный элемент имеет постоянную массу, конфигурацию и находится в непосредственном контакте с торцом преобразователя-концентратора. Промежуточный элемент при соприкосновении с вибрирующим торцом преобразователя-концентратора отскакивает от него и ударяется о торец деформирующего элемента, заставляя его продвигаться в осевом направлении по обрабатываемому отверстию.This design stabilizes the resonance conditions of the system, because the intermediate element has a constant mass, configuration, and is in direct contact with the end of the converter-hub. When in contact with the vibrating end of the transducer-hub, the intermediate element bounces off of it and hits the end of the deforming element, forcing it to move axially along the hole to be machined.
При этом осевое усилие прижима деформирующего инструмента, для которого при обычном дорновании используются мощные пресса и которое вызывает наволакивание металла на инструмент, ухудшая обрабатываемую поверхность, не требуется, т.к. продвижение инструмента происходит вследствие упругих ударов по нему промежуточного элемента.At the same time, the axial clamping force of the deforming tool, for which powerful presses are used during ordinary burnishing, and which causes the metal to gallop on the tool, worsening the machined surface, is not required, because the advancement of the tool is due to elastic impacts on it of the intermediate element.
Такая обработка позволяет избежать наволакивания металла на инструмент и обеспечивает точность обработки и качество поверхности отверстий, соответствующую точности изготовления деформирующего инструмента, а так как контакт обрабатывающей поверхности инструмента с обрабатываемой поверхностью отверстия является беззазорным, то такая обработка позволяет обеспечить максимально допустимую точность обрабатываемого отверстия. Кроме того, подобный процесс обеспечивает наклеп обрабатываемых поверхностей, что значительно повышает износостойкость.This treatment avoids the metal coating on the tool and ensures the accuracy of processing and the quality of the surface of the holes corresponding to the accuracy of the manufacturing of the deforming tool, and since the contact of the processing surface of the tool with the machined surface of the hole is clearance-free, this treatment allows you to ensure the maximum allowable accuracy of the machined hole. In addition, a similar process ensures the hardening of the machined surfaces, which significantly increases the wear resistance.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124220/02A RU2382692C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124220/02A RU2382692C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008124220A RU2008124220A (en) | 2009-12-27 |
RU2382692C1 true RU2382692C1 (en) | 2010-02-27 |
Family
ID=41642341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008124220/02A RU2382692C1 (en) | 2008-06-16 | 2008-06-16 | Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2382692C1 (en) |
-
2008
- 2008-06-16 RU RU2008124220/02A patent/RU2382692C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008124220A (en) | 2009-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2540230C2 (en) | Ultrasound tool for straining of welds and surfaces | |
US6467321B2 (en) | Device for ultrasonic peening of metals | |
US9586266B2 (en) | Toolholder with tunable passive vibration absorber assembly | |
US9533357B2 (en) | Optimized vibration absorber | |
US10105815B2 (en) | Multiaxial vibration-peening system | |
CN103710494B (en) | A kind of based on hyperacoustic reinforcement method for small hole and device | |
CN109332801B (en) | Optimization method for efficiently and stably broaching turbine disc mortise | |
RU2382692C1 (en) | Device for treatment of accurate openings with superposition of ultrasonic vibrations | |
UA99365C2 (en) | Ultrasonic tool for impact treatment of surfaces of parts | |
CN114262788A (en) | Large crankshaft deformation control method | |
RU2465148C1 (en) | Ultrasound reaming head | |
WO2012060798A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of components and welded joints | |
RU2409461C2 (en) | Ultrasound processing tool for strain hardening and relaxation processing | |
RU2252859C1 (en) | Ultrasonic tool for releasing residual stresses and strengthening surfaces of metals | |
KR20040029296A (en) | Device and method for fracture-separating workpieces | |
RU2393953C2 (en) | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing | |
WO2012064310A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of hard to reach component and welded joint sites | |
JP3676769B2 (en) | Machining tools | |
RU2383426C1 (en) | Device for screw static-pulse strengthening | |
RU2266805C1 (en) | Working ultrasonic tool | |
JP5609594B2 (en) | Coil spring ultrasonic hitting apparatus and coil spring ultrasonic hitting method | |
RU2247644C1 (en) | Device for ultrasonic finishing of surfaces | |
RU2562850C1 (en) | Method of thread formation and strengthening in parts, for example, oil field pipes and their couplings, installation for its implementation | |
RU192651U1 (en) | Dorn for surface plastic deformation of holes | |
JP3803335B2 (en) | Die holder and ultrasonic drawing machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160617 |