RU2393953C2 - Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing - Google Patents
Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393953C2 RU2393953C2 RU2008139439/02A RU2008139439A RU2393953C2 RU 2393953 C2 RU2393953 C2 RU 2393953C2 RU 2008139439/02 A RU2008139439/02 A RU 2008139439/02A RU 2008139439 A RU2008139439 A RU 2008139439A RU 2393953 C2 RU2393953 C2 RU 2393953C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- acoustic
- strain hardening
- tool
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится преимущественно к ручным инструментам с ультразвуковым возбуждением для виброударной обработки поверхностей, сопровождающейся пластическим деформированием и озвучиванием обрабатываемой поверхности ультразвуком, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например строительстве мостов, судостроении, нефтяной и газовой областях промышленности для релаксационно-упрочняющей обработки металлоконструкций, например, околошовных зон и швов сварных соединений и других поверхностей.The invention relates mainly to hand tools with ultrasonic excitation for vibro-shock surface treatment, accompanied by plastic deformation and sonication of the treated surface by ultrasound, and can be used in various engineering industries, for example, bridge building, shipbuilding, oil and gas industries for relaxation and hardening processing of metal structures, for example, heat-affected zones and seams of welded joints and other surfaces.
Известен ультразвуковой обрабатывающий инструмент с жидкостным охлаждением (см. патент РФ №2266805, МПК7 В24В 39/00, опубл. 27.12.2005, БИ №36), включающий акустическую систему, в состав которой входят магнитострикционный преобразователь и жестко соединенный с ним трансформатор колебательной скорости (волновод), к которому через резьбовое соединение присоединен волновод-удлинитель, помещенные в корпус, снабженный системой охлаждения, в котором установлена на одной оси с акустической системой пружина с возможностью оказывать на нее прижимное воздействие на обрабатываемый объект. В узловой области волновода-удлинителя выполнена проточка, в которой свободно расположены шарики, на которых установлен стакан индентора со сквозными отверстиями в торце, в которых установлены с возможностью возвратно-поступательного движения стержни с утолщениями, причем утолщения стрежней размещены между торцом стакана и излучающей поверхностью.Known ultrasonic processing tool with liquid cooling (see RF patent No. 2266805, IPC 7 V24V 39/00, publ. 12/27/2005, BI No. 36), which includes an acoustic system, which includes a magnetostrictive transducer and an oscillatory transformer rigidly connected to it speed (waveguide), to which a waveguide-extender is connected through a threaded connection, placed in a housing equipped with a cooling system, in which a spring is installed on the same axis with the speaker system with the ability to exert pressure on it Corollary to the object to be processed. In the nodal region of the extension waveguide, a groove is made in which balls are freely located on which an indenter glass with through holes in the end is mounted, in which rods with thickenings are mounted with the possibility of reciprocating motion, and thickenings of rods are placed between the end of the glass and the radiating surface.
Недостатком аналога является отсутствие возможности производить обработку с постоянным равномерным усилием прижима инструмента к обрабатываемой поверхности, а также отсутствие возможности производить предварительную настройку усилия прижима.The disadvantage of the analogue is the inability to carry out processing with a constant uniform force of pressing the tool to the work surface, as well as the inability to preset the pressure force.
Известно устройство для ультразвуковой финишной обработки поверхностей (см. патент РФ №2201863, МПК7 В24В 39/00, В 39/04, опубл. 10.04.2003, БИ №10), включающий акустическую систему, включающую установленный в корпусе магнитострикционный преобразователь, соединенный с концентратором, на торцевой части которого закреплен излучатель ультразвука (волновод), торец которого выполнен в виде рабочего наконечника, пружину, установленную вдоль продольной оси акустической системы между торцевой частью корпуса и концентратором, и являющуюся упругим элементом с малой инерционной способностью, и стопорный элемент, размещенный со стороны концентратора. Кроме того, устройство снабжено упругим элементом с большой инерционной способностью, дополнительным стопорным элементом, поджимающей гайкой и фасонной накладкой с изоляционным элементом, обладающим пружинными свойствами, закрепленной на торце магнитострикционного преобразователя для полного внутреннего отражения энергии излучателя ультразвука, и подвижной втулки, сопряженной с акустической системой, при этом пружина расположена между поджимающей гайкой и фасонной накладкой, упругий элемент с большой инерционной способностью расположен с противоположной от пружины стороны магнитострикционного преобразователя между корпусом и подвижной втулкой, а стопорные элементы установлены в корпусе со стороны концентратора.A device for ultrasonic surface finishing is known (see RF patent No. 2201863, IPC 7 V24V 39/00, 39/04, publ. 04/10/2003, BI No. 10), including an acoustic system including a magnetostrictive transducer connected to the body with a concentrator, on the end part of which an ultrasound transducer (waveguide) is fixed, the end of which is made in the form of a working tip, a spring installed along the longitudinal axis of the speaker system between the end part of the housing and the concentrator, which is an elastic element with low inertial ability, and a locking element located on the hub side. In addition, the device is equipped with an elastic element with a high inertia ability, an additional locking element, a tightening nut and a shaped plate with an insulating element having spring properties, mounted on the end face of the magnetostrictive transducer for complete internal reflection of the energy of the ultrasound emitter, and a movable sleeve coupled to the speaker system wherein the spring is located between the tightening nut and the shaped cover, an elastic element with a large inertial ability it is laid on the opposite side of the spring from the magnetostrictive transducer between the housing and the movable sleeve, and the locking elements are installed in the housing from the hub.
Аналог крепится на станке и предназначен для работы только в стационарном режиме, а регулирование усилия прижима осуществляется заменой оттарированной пружины, для чего необходимо производить разборку устройства, а необходимое статическое усилие прижима инструмента к обрабатываемой поверхности детали обеспечивают, например, с помощью поперечного суппорта токарно-винторезного станка.The analog is mounted on the machine and is designed to work only in stationary mode, and the clamping force is controlled by replacing the calibrated spring, for which it is necessary to disassemble the device, and the necessary static clamping force of the tool to the workpiece surface is provided, for example, by means of a transverse screw-cutting support machine tool.
Известен виброударный инструмент с ультразвуковым возбуждением и воздушным охлаждением (см. патент РФ №2259912, МПК7 В06В 1/08, В06В 1/12, В24В 39/00, В25D 9/14, опубл. 10.09.2005, БИ №25), включающий корпус, источник возбуждения, состоящий из последовательно соединенных электроакустического магнитострикционного излучателя (волновода) и волноводного акустического трансформатора и размещенный внутри корпуса с возможностью возвратно-поступательного хода заданной длины, и обойму с бойками, установленную соосно с волноводным акустическим трансформатором. Источник возбуждения при этом закреплен во втулке, размещенной внутри корпуса с зазором на направляющих скольжения, выполненных в виде призматических шпонок, которые заложены к сквозные пазы корпуса через эластичные виброизолирующие прокладки и одновременно в глухие пазы во втулке, которая закреплена на волноводном акустическом трансформаторе с натягом, усилие которого соответствует ее радиальной деформации, превышающей амплитуду поперечных колебаний волноводного акустического трансформатора в узле продольных колебаний при его работе на холостом ходу; упругоинерционная система выполнена в виде пружинного амортизатора (прототип).Known vibration-shock tool with ultrasonic excitation and air cooling (see RF patent No. 2259912, IPC 7
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что отсутствует возможность производить обработку с постоянным равномерным усилием прижима инструмента к обрабатываемой поверхности, а также отсутствует возможность производить предварительную настройку усилия прижима.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted as a prototype include the fact that there is no possibility to perform processing with a constant uniform force of pressing the tool to the surface to be machined, and there is also no possibility to preset the pressure force.
Технический результат - расширение технологических возможностей устройства путем обработки различных поверхностей за счет обеспечения постоянного равномерного усилия прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности заготовки и проведения предварительной настройки требуемого усилия прижима.The technical result is the expansion of the technological capabilities of the device by treating various surfaces by providing a constant uniform clamping force of an ultrasonic tool to the workpiece surface and pre-setting the required clamping force.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что заявляемое устройство, как и известное устройство (прототип), содержит корпус, акустическую систему, подвижную в осевом направлении относительно корпуса, упругоинерционную систему и неподвижную рукоятку, в которой установлена система дистанционного пуска-останова УЗК-генератора, питающая акустическую систему, направляющие скольжения выполненные в виде шпонок. Особенность заявляемого устройства заключается в том, что акустическая система жестко крепится в стакане, установленном в корпусе и выполненном с возможностью его осевого перемещения, покрытом внешней оболочкой, на которой размещено упорное кольцо, выполненное в виде хомута, с возможностью его продольного перемещения и нанесены риски.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the claimed device, like the known device (prototype), contains a housing, an acoustic system, movable in the axial direction relative to the housing, an inertia-free system and a fixed handle, in which a remote start-stop system UZK- is installed generator, powering the speaker system, sliding guides made in the form of dowels. A feature of the claimed device lies in the fact that the speaker system is rigidly fixed in a cup mounted in the housing and made with the possibility of its axial movement, covered with an outer shell, on which there is a thrust ring made in the form of a clamp, with the possibility of its longitudinal movement and risks.
На чертежах представлены: фиг.1 - схема ультразвукового обрабатывающего инструмента; фиг.2 - вид А по фиг.1; фиг.3 - вид Б по фиг.1; фиг.4 - вид В по фиг.3.The drawings show: FIG. 1 is a diagram of an ultrasonic processing tool; figure 2 - a view of figure 1; figure 3 - view B of figure 1; figure 4 - view In figure 3.
Ультразвуковой обрабатывающий инструмент (см. фиг.1) состоит из двух пьезокерамических колец 1, закрепленных на торце волновода 2 при помощи шпильки 3 и гайки 4 (далее позиции 1…4 объединены под общим названием «акустическая система»), акустическая система жестко крепится в металлическом стакане 5, покрытом снаружи внешней оболочкой 6 (далее позиции 5 и 6 объединены под общим названием «стакан»), при помощи съемного кожуха 7 (см. фиг.1 и 3), выполненного в виде гайки, в котором находится вставка 8 из звукопоглощающего материала, между стаканом и съемным кожухом 7 установлена звукоизоляционная прокладка 9, стакан установлен в корпусе 10, на котором закреплена неподвижная рукоятка 11 с системой дистанционного пуска-останова в виде курка 12, поглощающая вибрации и предназначенная для подвода соединительного кабеля 13, и подвижная (вращающаяся вокруг оси корпуса 10) рукоятка 14, упругоинерционная система выполнена в виде тарированной пружины 15, один конец которой упирается во внутреннюю стенку корпуса 10, а другой - во внешний торец стакана. В свою очередь стакан выполнен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса 10, причем перемещения заданы разностью размеров глухого шпоночного паза 16 и заложенной в него шпонкой 17 (см. фиг.4); для подачи управляющего сигнала от курка 12 на УЗК-генератор (условно не показан) служит провод 18, а кабель 19 высокого напряжения служит для подачи питания на акустическую систему от УЗК-генератора.An ultrasonic processing tool (see Fig. 1) consists of two
Упругоинерционная система служит для регулирования усилия прижима ультразвукового обрабатывающего инструмента к обрабатываемой поверхности заготовки. Для обеспечения постоянного равномерного усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности на внешней оболочке 6 нанесены риски 20 (см. фиг.2), относительно которых крепят упорное кольцо 21, выполненное в виде армированного резинового хомута, на внешней оболочке 6, что позволяет не повышать жесткость конструкции заявляемого устройства. Для исключения поворота волновода 2 вокруг своей оси при сборке профрезерованы два паза в волноводе 2, а в металлический стакан 5 запрессованы два штифта, в которые устанавливается волновод 2 своими пазами, пазы и штифты условно не показаны.The inertia-inertial system serves to regulate the pressing force of the ultrasonic processing tool to the workpiece surface being machined. To ensure a constant uniform force of pressing the tool to the work surface on the
После сборки устройства на регулировочном стенде проводится его тарирование на предмет соответствия каждой из рисок 20 (см. фиг.2) прилагаемому усилию прижима.After assembling the device on the adjusting stand, it is calibrated for compliance with each of Fig. 20 (see FIG. 2) with the applied clamping force.
Ультразвуковой обрабатывающий инструмент работает следующим образом.Ultrasonic processing tool operates as follows.
Для осуществления технологического процесса (ТП) необходимо установить упорное кольцо 21 на одну из рисок 20, соответствующую требуемому усилию прижима инструмента, в соответствии с заданным ТП, находящуюся на внешней оболочке 6 (см. фиг.2), и закрепить его винтом (винт условно не показан). Затем прижать волновод 2 ультразвукового обрабатывающего инструмента к обрабатываемой поверхности до соприкосновения торца корпуса 10 с упорным кольцом 21. Происходит сжатие упругоинерционной системы, и тем самым оператор осуществляет постоянное равномерное усилие прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности в течение всего ТП. Затем нажатием на курок 12 осуществляется запуск УЗК-генератора и через кабель 19 подается напряжение на пьезокерамические кольца 1 от УЗК-генератора, которое вызывает в них колебания ультразвуковой частоты, передаваемые через волновод 2 на обрабатываемую поверхность. Волновод 2, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, начинает воздействовать на нее ультразвуковыми колебаниями - одновременно происходит озвучивание поверхности ультразвуком и ее пластическое деформирование. В результате этого осуществляется обработка с постоянным усилием.To implement the technological process (TP), it is necessary to install the
Для изменения усилия прижима инструмента к обрабатываемой поверхности необходимо раскрепить упорное кольцо 21 и переместить его на одну из рисок 20, соответствующую требуемому усилию прижима, и снова его закрепить.To change the clamping force of the tool to the work surface, it is necessary to unfasten the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139439/02A RU2393953C2 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139439/02A RU2393953C2 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008139439A RU2008139439A (en) | 2010-04-10 |
RU2393953C2 true RU2393953C2 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42670943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008139439/02A RU2393953C2 (en) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393953C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179882U1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | DEVICE FOR ULTRASONIC FINISHING OF EXTERNAL CYLINDRICAL SURFACES OF PARTS |
-
2008
- 2008-10-03 RU RU2008139439/02A patent/RU2393953C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179882U1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-05-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | DEVICE FOR ULTRASONIC FINISHING OF EXTERNAL CYLINDRICAL SURFACES OF PARTS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008139439A (en) | 2010-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2540230C2 (en) | Ultrasound tool for straining of welds and surfaces | |
KR102182950B1 (en) | Ultrasonic vibration imparting device and ultrasonic processing device | |
UA87006C2 (en) | Ultrasonic tool for deformation strengthening and relaxation metal MACHINing | |
CN106319163A (en) | Ultrasonic vibration-assisted screw induction hardening device and technique | |
RU2393953C2 (en) | Ultrasound tool for strain hardening and relaxation processing | |
KR102142260B1 (en) | Knock sound producing apparatus for structure safety test | |
RU2458774C2 (en) | Hand-held grinding machine | |
WO2014168598A1 (en) | Ultrasonic tool for the impact treatment of workpiece surfaces | |
CN101220406A (en) | Executing agency and processing method for half wave length ultrasonic surface rolling process | |
RU2409461C2 (en) | Ultrasound processing tool for strain hardening and relaxation processing | |
RU185980U1 (en) | DEVICE FOR STRENGTHENING PROCESSING INTERNAL SURFACES OF PARTS | |
CN203843477U (en) | Ultrasonic vibrator assembly device | |
CN206343976U (en) | Diameter 20mm cylindrical outer surface ultrasonic honing equipments | |
RU2259912C1 (en) | Ultrasonic vibration-percussion tool | |
RU2477210C2 (en) | Device for automatic ultrasound hardening | |
RU2392106C1 (en) | Ultra-sonic processing tool for deformation strengthening and relaxation treatment | |
RU2252859C1 (en) | Ultrasonic tool for releasing residual stresses and strengthening surfaces of metals | |
WO2014031088A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of surfaces of components | |
RU2465148C1 (en) | Ultrasound reaming head | |
RU2293012C2 (en) | Combination method for working openings and apparatus for performing the same | |
RU2201863C1 (en) | Device for ultrasonic finishing of surfaces | |
CN114262788A (en) | Large crankshaft deformation control method | |
RU223314U1 (en) | HAND ELECTRIC TOOLS | |
WO2012064310A1 (en) | Ultrasonic instrument for the impact treatment of hard to reach component and welded joint sites | |
RU207543U1 (en) | DORN WITH DUPLEX INSTRUMENT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101004 |