SU1074705A2

SU1074705A2 - Ультразвукова головка дл деформационного упрочнени и релаксационной обработки

Info

Publication number: SU1074705A2
Application number: SU823542967A
Authority: SU
Inventors: Александр Георгиевич Сучков; Борис Леонтьевич Неверов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1984-02-23

Abstract

1. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РЕЛАКСАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ по авт. св. № 472782, отличающа с 1 тем , что, с целью повышени ннтенсифиТкации обработки, она снабжена дополнительными инструментами в виде ступенчатых стержней с утолщени ми на входном торце, при этом они установлены в державке с возможностью взаимодействи утолщений с утолщени ми основных стержней по боковым поверхност м. 2. Ультразвукова головка по п. 1, отличающа с тем, что утолщени дополнительных стержней в поперечном сечении выполнены в форме многоугольника с радиусными BbieiliKaMH по боковым поверхност м , предназначенным дл взаимодействи с X боковыми поверхност ми утолщений основных стержней. О СП 1

Description

Изобретение относитс к металлообработке , в частности к устройствам дл поверхностной обработки металлов с применением ультразвука и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, например при релаксационной обработке сварного соединени .

По основному авт. св. № 472782 известна ультразвукова головка дл деформационного упрочнени и релаксационной обработки , включающа источник ультразвуковых колебаний, состо щий из жестко соединенных между собой электромеханического преобразовател и волновода, обойму, охватывающую свободный торец волновода, и рабочий инструмент - бойки, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещени , обойма выполнена в виде стакана с дном, перфорированным в сотообразном пор дке, а бойки - в виде ступенчатых стержней цилиндрической формы , причем стержни расположены в отверсти х дна обоймы 1.

Недостатками известного устройства вл ютс выполнение бойков с цилиндрическими головками и расположение их на некотором рассто нии один от другого (головки бойков не контактируют между собой своими боковыми поверхност ми). Это приводит к тому, что ультразвукова энерги , излучаема волноводом, используетс не полиостью, а частично (площадь излучающего торца волновода более суммарной площади головок бойков), что, в свою очередь , отрицательно сказываетс на качестве и производительности обработки.

Целью изобретени вл етс повыщение интенсификации обработки.

Поставленна цель достигаетс тем, что ультразвукова головка дл деформационного упрочнени и релаксационной обработки снабжена дополнительными инструментами в виде ступенчатых стержней с утолщени ми на входном торце, при этом стержни установлены в державке с возможностью взаимодействи утолщений с утолщени ми основных стержней по боковым поверхност м .

Кроме того, утолщени дополнительных стержней в поперечном сечении выполнены в форме многоугольника с радиусными выемками по боковым поверхност м, предназначенным дл взаимодействи с боковыми поверхност ми утолщений основных стержней. На фиг. 1 изображена головка, вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. I. Ультразвукова головка дл деформационного упрочнени и релаксационной обработки содержит источник ультразвуковых колебаний (фиг. 1), состо щий из жестко соединенных между собой электромеханического магнитострикционного преобразовател 1 стержневого типа, изготовленного из сплава К-65, и цилиндрического волновода 2, выполненного с фланцем 3. Электромеханический преобразователь 1 снабжен обмоткой 4 возбуждени , подключенной к ультразвуковому генератору (не показан), и, помещен в полый корпус 5, соединенный

с системой циркул ции (не показана) охладител электромеханического преобразовател , например технической воды.

Рабочий эле.мент данного устройства образован стаканообразной обоймой 6 и

двум наборами бойков, выполненных в виде стержней 7, с головками, которые имеют (фиг. 2) цилиндрическую 8 и крестообразную 9 формы, соответственно в первом и во втором наборах бойков. Стаканообразна обойма, дно которой перфорировано цилиндрическими отверсти ми 10 (фиг. 3), расположенными в сотообразном пор дке (несколько выт нутый щестиугольник на фиг. 3 показан пунктирными лини ми), охватывает излучающий торец волновода 2.

Головки всех бойков, имеющие одинаковую высоту, расположены между дном стаканообразной обоймы б и излучающим торцом волновода 2. При этом они установлены так, чтобы зазор между их боковыми поверхност ми, необходимый дл скольжени их друг относительно друга, в своем максимальном значении не превыщал 0,1 мм. Стержни бойков 7, как в первом, так и во втором наборах имеющие круглое поперечное сечение (фиг. 3) и одинаковую длину, в своем значени и превыщающую толщину

дна стаканообразной обоймы б, установлены в отверсти х 10 с возможностью осевого возвратно-поступательного движени относительно излучающего торца волновода. При этом бойки установлены в таком пор дке, что оси стержней в каждой группе из чегырех бойков первого набора, т. е. бойков с цилиндрическими головками 8, расположены в верщинах условно построенного квадрата (фиг. 3, показан пунктиром), а ось каждого бойка второго набора, т. е. бойка

с крестообразной головкой 9, расположена в центре упом нутого квадрата. В бойках второго набора рассто ние между противолежащими торцами крестообразной головки равно стороне указанного условного квадрата, а радиус ее впадины - радиусу

цилиндрической головки бойка, т. е. бойка первого набора, что позвол ет компактно установить все бойки, обеспечив им суммарную площадь головок, практически равную площади излучающего торца волновода.

Отступление же от указанных пор дка расположени бойков и от размеров крестообразных головок бойков приводит к снижению эффективности обработки.

Источник ультразвуковых колебаний, полый корпус 5 и рабочий инструмент посредством фланца 3 волновода 2 и прокладок (затущованы) герметично соединены между собой в единое целое.

Устройство работает следующим образом .

Перед началом его эксплуатации осуществл ют сборку рабочего инструмента, дл чего в отверсти 10 дна стаканообразной обоймы 6 вставл ют стержни 7 бойков: сначала устанавливают бойки, например первого набора, а затем бойки второго набора . После этого стаканообразную обойму 6, изготовленную из конструкционной стали, надевают на волновод 2 и, посредством, например , накидной гайки (не показана) прижимают ее к фланцу 3 волновода 2.

После сборки рабочего инструмента в полый корпус 5 с помощью системы циркул ции подают техническую воду дл охлаждени электромеханического преобразовател 1, создава тем самым дл него оптимальный тепловой режим работы. Затем обмотку возбуждени 4 электромеханического . преобразовател подключают к ультразвуковому генератору, например к УЗГ-2-10 и, включа его, обеспечивают готовность устройства к работе.

Переменное напр жение резонансной частоты, например в 19,5 кГц, поступа с ультразвукового генератора на обмотку 4 возбуждени электромеханического преобразовател 1, создает магнитное поле, под воздействием которого электромеханический преобразователь возбуждаетс и начинает совершать колебани с ультразвуковой частотой вдоль своей продольной оси, которые и передаютс волноводу 2..

После этого рабочие торцы стержней 7 бойков, выступающие из стаканообразной обоймы б, ввод т в контакт с поверхностью обрабатываемого издели , например, с околошовной зоной сварного соединени , вследствие чего головки 8 и 9 бойков своей «рабочей поверхностью прижимаютс к излучающему торцу волновода 2. Поскольку волновод 2 совершает колебани с ультразвуковой частотой, а бойки наход тс с ним в контак0 те, они также начинают совершать колебани с амплитудой в 15-20 мкм, перемеща сь в отверсти х 10 дна стаканообразной обоймы 6, выполн ющих функцию направл ющих дл стержней 7 бойков. При этом вследствие того, что боковые поверхности

головок 8 и 9 бойков «контактируют между собой, перекос стержней 7 бойков полностью исключаетс и каждый из них перемещаетс вдоль оси строго перпендикул рно к поверхности излучающего торца волновода. В проQ цессе работы устройства, т. е. при его перемещении по обрабатываемому изделию, энерги удара каждого бойка, полученна им от источника ультразвуковых колебаний , расходуетс на деформирование обрабатываемой поверхности и его упругий от5 скок.

После окончани обработки издели выключают ультразвуковой генератор и прекращают подачу охладител в полый корпус .

Предлагаема головка позвол ет повысить интенсификацию обработки по сравнению с базовым объектом, в качестве которого прин т прототип.

8

(риг 2

Claims

1. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РЕЛАКСАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ по авт. св. № 472782, отличающаяся тем, что, с целью повышения интенсификации обработки, она снабжена дополнительными инструментами в виде ступенчатых стержней с утолщениями на входном торце, при этом они установлены в державке с возможностью взаимодействия утолщений с утолщениями основных стержней по боковым поверхностям.

2. Ультразвуковая головка по π. 1, отличающаяся тем, что утолщения дополнительных стержней в поперечном сечении выполнены в форме многоугольника с радиусными выемками по боковым поверхностям, предназначенным для взаимодействия с ^боковыми поверхностями утолщений основных стержней.