RU84286U1

RU84286U1 - ULTRASONIC TECHNOLOGY KIT FOR RELAXATION TREATMENT AND STRAIN HARDENING

Info

Publication number: RU84286U1
Application number: RU2008150526/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Рудецкий
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2009-07-10

Abstract

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, содержащий ультразвуковой генератор с блоком автоматики с электронной защитой, ультразвуковой инструмент с волноводом и соединительный кабель, отличающийся тем, что он содержит систему дистанционного пуска-останова, размещенную в корпусе ультразвукового инструмента, обеспечивающую обратную связь ультразвукового инструмента с ультразвуковым генератором по усилию прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности.An ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening, comprising an ultrasonic generator with an automation unit with electronic protection, an ultrasonic tool with a waveguide and a connecting cable, characterized in that it contains a remote start-stop system located in the body of the ultrasonic instrument, providing ultrasonic feedback tool with an ultrasonic generator by the force of pressing the ultrasonic tool to the work surface.

Description

Полезная модель относится к ультразвуковой технике и может быть использована в различных отраслях машиностроения, например строительстве мостов, судостроении, нефтяной и газовой промышленности для виброударной обработки поверхностей, сопровождающейся пластическим деформированием и озвучиванием обрабатываемой поверхности металлоконструкций ультразвуком.The utility model relates to ultrasonic technology and can be used in various branches of mechanical engineering, for example, construction of bridges, shipbuilding, oil and gas industry for vibroimpact surface treatment, accompanied by plastic deformation and voicing of the treated surface of metal structures with ultrasound.

Известен ультразвуковой технологический комплект для деформационного упрочнения и релаксационной обработки (см. патент РФ на полезную модель №43491, МПК⁶ В24В 39/00, опубл. 27.01.2005, БИ №3), содержащий ультразвуковой инструмент, ультразвуковой генератор включающий блок автоматики с электронной защитой ультразвукового генератора по электрическим и температурным параметрам и обратной связью по максимальному току преобразователя, система охлаждения выполнена в виде замкнутого контура с насосом и радиатором, при этом насос и радиатор размещены в одном корпусе с ультразвуковым генератором и блоком автоматики, соединительный кабель и гибкие шланги для присоединения ультразвукового инструмента к ультразвуковому генератору.Known ultrasonic technological kit for strain hardening and relaxation processing (see RF patent for utility model No. 43991, IPC ⁶ V24V 39/00, published on January 27, 2005, BI No. 3), containing an ultrasonic instrument, an ultrasonic generator including an automation unit with electronic protection of the ultrasonic generator by electrical and temperature parameters and feedback on the maximum current of the transducer, the cooling system is made in the form of a closed loop with a pump and a radiator, while the pump and radiator are placed in one housing with an ultrasonic generator and an automation unit, a connecting cable and flexible hoses for connecting an ultrasonic instrument to an ultrasonic generator.

Особенностью колебательной системы аналога является то, что собственная частота периодического движения подвижного инструмента, определяется его массой и возвращающей силой, намного меньше частоты ультразвуковых колебаний торца трансформатора колебательной скорости (волновода). Взаимодействие подвижного элемента многобойкового инструмента, представляющего собой сменную обойму в виде П-образного стакана, как с обрабатываемым изделием, так и с волноводом, носит ударный, т.е. нелинейный характер, причем время между соударениями значительно превышает период воздействия ультразвука. Применение многобойкового инструмента, позволило значительно повысить производительность процесса только за счет увеличения площади контакта обрабатываемой поверхности с деформирующими элементами.A feature of the analogue oscillatory system is that the natural frequency of the periodic movement of a movable tool, determined by its mass and restoring force, is much less than the frequency of ultrasonic vibrations of the end of the transformer of vibrational velocity (waveguide). The interaction of the movable element of a multi-shot tool, which is a replaceable clip in the form of a U-shaped cup, with both the workpiece and the waveguide, is shocked, i.e. nonlinear in nature, and the time between collisions significantly exceeds the period of exposure to ultrasound. The use of a multi-shot tool allowed to significantly increase the productivity of the process only by increasing the contact area of the treated surface with deforming elements.

К недостатку известного устройства можно отнести то, что оно обеспечивает недостаточную релаксационную обработку поверхностей с помощью ультразвука, а перераспределение опасных остаточных напряжений в основном обеспечивается направленным изменением поверхностного слоя, в результате чего в приповерхностном слое происходит измельчение зерна и перераспределение опасных остаточных напряжений с растягивающих на сжимающие. Наличие сменных обойм с деформирующими элементами повлекло за собой потери ультразвуковой энергии при переходе из одного материала в другой, из-за наличия воздушных прослоек между волноводом, деформирующими элементами и обрабатываемым изделием.A disadvantage of the known device can be attributed to the fact that it provides insufficient relaxation processing of surfaces using ultrasound, and the redistribution of dangerous residual stresses is mainly provided by a directed change in the surface layer, as a result of which grain refinement and redistribution of dangerous residual stresses from tensile to compressive ones occur in the surface layer . The presence of interchangeable clips with deforming elements entailed the loss of ultrasonic energy during the transition from one material to another, due to the presence of air gaps between the waveguide, deforming elements and the workpiece.

Известен ультразвуковой технологический комплект для деформационного упрочнения и релаксационной обработки (см. патент РФ на полезную модель №60424, МПК⁷ В24В 39/00, опубл. 27.01.2007, БИ №3), содержащий ультразвуковой инструмент, ультразвуковой генератор включающий блок автоматики с электронной защитой ультразвукового генератора по электрическим и температурным параметрам и обратной связью по максимальному току преобразователя, соединительный кабель для присоединения ультразвукового инструмента к ультразвуковому генератору, система охлаждения размещена в корпусе ультразвукового инструмента, принятый за прототип.Known ultrasonic technological kit for strain hardening and relaxation processing (see RF patent for utility model No. 60424, IPC ⁷ V24V 39/00, published on January 27, 2007, BI No. 3), containing an ultrasonic instrument, an ultrasonic generator including an automation unit with electronic protection of the ultrasonic generator by electrical and temperature parameters and feedback on the maximum current of the transducer, connecting cable for connecting the ultrasonic instrument to the ultrasonic generator, cooling system Nia is placed in an ultrasonic tool body, taken as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся те же недостатки что и у аналога.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the same disadvantages as the analogue.

Задачей полезной модели является создание ультразвукового технологического комплекта для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, обеспечивающего технический результат, заключающийся в расширение технологических возможностей ультразвукового технологического комплекта путем обеспечения постоянного равномерного усилия прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности.The objective of the utility model is to create an ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening, providing a technical result consisting in expanding the technological capabilities of the ultrasonic technological kit by providing a constant uniform pressure force of the ultrasonic tool against the work surface.

Технический результат достигается тем, что в ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения, содержащий ультразвуковой генератор с блоком автоматики с электронной защитой, ультразвуковой инструмент с волноводом и соединительный кабель, блок автоматики с электронной защитой ультразвукового генератора, имеет концевой включатель, приводимый в действие при помощи подпружиненного толкателя, которые размещены в корпусе ультразвукового инструмента.The technical result is achieved by the fact that the ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening, containing an ultrasonic generator with an automation unit with electronic protection, an ultrasonic tool with a waveguide and a connecting cable, an automation unit with electronic protection for an ultrasonic generator, has an end switch driven using a spring-loaded pusher, which are placed in the body of the ultrasonic instrument.

Размещение концевого включателя и подпружиненного штока в корпусе ультразвукового инструмента позволяет производить обработку с постоянным, предварительно настроенным, равномерным усилием прижима инструмента к обрабатываемой поверхности.The placement of the end switch and the spring-loaded rod in the body of the ultrasonic tool allows processing with a constant, pre-configured, uniform force to hold the tool against the surface to be treated.

На чертеже представлен ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения.The drawing shows an ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening.

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения содержит: ультразвуковой генератор 1 с блоком автоматики с электронной защитой и ультразвуковой инструмент, состоящий из волновода 2 с пьезокерамической акустической системой (акустическая система условно не показана), закрепленного в стакане 3, который в свою очередь установлен во внешнем стакане 4, на котором закреплена неподвижная рукоятка 5, предназначенная для подвода соединительного кабеля 6, соединяющего ультразвуковой инструмент с ультразвуковым генератором 1, и подвижная (вращающаяся вокруг оси стакана 4) рукоятка 7, упругоинерционная система представлена в виде тарированной пружины 8, один конец которой упирается во внутреннюю стенку стакана 4, а другой во внешний торец стакана 3, система дистанционного пуска-останова, обеспечивающая обратную связь ультразвукового инструмента с ультразвуковым генератором 1 по усилию прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности, выполнена в виде концевого включателя 9, который крепится на внешнем торце стакана 3, и толкателя 10 и пружины 11 закрепленных на внутренней стороне стакана 4 регулировочным винтом 12, сигнального светодиода 13, располагающегося на внешнем торце стакана 4.An ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening contains: an ultrasonic generator 1 with an automation unit with electronic protection and an ultrasonic instrument consisting of a waveguide 2 with a piezoceramic acoustic system (the acoustic system is not shown conditionally), mounted in a glass 3, which in turn is installed in the outer cup 4, on which the fixed handle 5 is fixed, intended for supplying the connecting cable 6 connecting the ultrasonic instrument with an ultrasonic generator 1, and a movable (rotating around the axis of the cup 4) handle 7, the inertia-inert system is presented in the form of a calibrated spring 8, one end of which abuts against the inner wall of the cup 4, and the other against the outer end of the cup 3, a remote start-stop system, providing feedback of the ultrasonic tool with the ultrasonic generator 1 by the force of pressing the ultrasonic tool to the work surface, made in the form of an end switch 9, which is mounted on the outer end of the stack and 3, and the pusher 10 and the springs 11 fixed to the inner side of the cup 4 the adjusting screw 12, the alarm LED 13 is disposed at the outer end of the cup 4.

Ультразвуковой технологический комплект для релаксационной обработки и деформационного упрочнения работает следующим образом.Ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening works as follows.

Для осуществления технологического процесса необходимо на регулировочном стенде оттарировать ультразвуковой инструмент на требуемое усилие прижима к обрабатываемой поверхности, заданное конкретными условиями виброударной обработки с помощью регулировочного винта 12, путем перемещения толкателя 10. При завинчивании регулировочного винта 12 происходит сжатие пружины 11 и толкатель 10 перемещается влево отдаляясь от концевого включателя 9, при вывинчивании регулировочного винта 12 пружина 11 разжимается и толкатель 10 перемещается в право. Затем ультразвуковой инструмент с помощью соединительного кабеля 6 подсоединить к ультразвуковому генератору 1, после этого прижать волновод 2 к обрабатываемой поверхности до соприкосновения концевого включателя 9 с толкателем 10, тем самым осуществляется запуск ультразвукового генератора 1, загорается сигнальный светодиод 13 и через соединительный кабель 6 подается напряжение на пьезокерамическую акустическую систему, находящуюся в стакане 3. Волновод 2, соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, начинает воздействовать на нее ультразвуковыми колебаниями - одновременно происходит озвучивание поверхности ультразвуком и ее пластическое деформирование.To carry out the technological process, it is necessary to calibrate the ultrasonic tool on the adjusting stand to the required clamping force to the work surface, specified by the specific conditions of vibration-shock processing using the adjusting screw 12, by moving the pusher 10. When screwing the adjusting screw 12, the spring 11 is compressed and the pusher 10 moves to the left, moving away from the end switch 9, when unscrewing the adjusting screw 12, the spring 11 is opened and the pusher 10 moves to the right. Then, using the connecting cable 6, connect the ultrasonic instrument to the ultrasonic generator 1, then press the waveguide 2 to the work surface until the limit switch 9 contacts the pusher 10, thereby starting the ultrasonic generator 1, the signal LED 13 lights up and voltage is applied through the connecting cable 6 the piezoceramic speaker system located in the glass 3. The waveguide 2, in contact with the treated surface, begins to act on it ultrasound sonic vibrations - at the same time, sound is voiced by the surface with ultrasound and its plastic deformation.

Наличие обратной связи ультразвукового инструмента с ультразвуковым генератором 1 с блоком автоматики с электронной защитой по усилию прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности позволяет осуществлять виброударную обработку с постоянным усилием прижима.The feedback of the ultrasonic tool with the ultrasonic generator 1 with an automation unit with electronic protection for the pressing force of the ultrasonic tool to the work surface allows vibro-shock processing with a constant clamping force.

Для изменения усилия прижима ультразвукового инструмента к обрабатываемой поверхности производится его тарирование на предмет соответствия прилагаемому усилию прижима в соответствии с конкретными условиями виброударной обработки.To change the clamping force of an ultrasonic tool to the surface to be machined, it is calibrated for compliance with the applied clamping force in accordance with the specific conditions of vibration impact processing.

Claims

An ultrasonic technological kit for relaxation processing and strain hardening, comprising an ultrasonic generator with an automation unit with electronic protection, an ultrasonic tool with a waveguide and a connecting cable, characterized in that it contains a remote start-stop system located in the body of the ultrasonic instrument, providing ultrasonic feedback tool with an ultrasonic generator by the force of pressing the ultrasonic tool to the work surface.