SU1168347A1

SU1168347A1 - Ultrasonic tool for rotary machining

Info

Publication number: SU1168347A1
Application number: SU833651565A
Authority: SU
Inventors: Валерий Александрович Федорцев; Николай Иванович Каленкович
Original assignee: Минский радиотехнический институт; Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-10-10
Filing date: 1983-10-10
Publication date: 1985-07-23

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУ ЮНТ ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий чашечный нож с кольцевым пьеэокерамическим преобразователем, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества обработки за счет повьш1ени жесткости инструмента , в него введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементь;, а наружна часть установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.A ULTRASONIC INSTRUMENT FOR ROTATIONAL TREATMENT, containing a plate knife with an annular pie-ceramic converter, characterized in that, in order to improve the quality of processing by increasing the rigidity of the instrument, a sleeve is inserted in it, in the internal cavity of which a piezoelement is placed on the cylindrical shank; installed in the bearings, while the end of the sleeve is made in the form of a conical hub.

Description

05 00 00 41 Ч05 00 00 41 H

Гзобретение относитс к устройст вам дл механической обработки металлов , преимущественно труднообрабатываемых , при воздействии ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных област х машиностроени .The invention relates to devices for the machining of metals, mainly difficult-to-work, when exposed to ultrasonic vibrations, and can be used in various fields of engineering.

Целью изобретени вл етс улучшение качества обработки за счет повьш1ени жесткости инструмента.The aim of the invention is to improve the quality of processing by increasing the rigidity of the tool.

Поставленна цель достигаетс тем, что в инструмент дл ротационной обработки введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементы , а наружна часть втулки установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.This goal is achieved by inserting a sleeve into the rotational processing tool, in the inner cavity of which piezoelectric elements are placed on the cylindrical shank, and the outer part of the sleeve is installed in support bearings, while the end face of the sleeve is made in the form of a conical hub.

На чертеже изображена рабоча часть ультразвукового инструмента дл ротационной обработки, разрез.The drawing shows the working part of an ultrasonic instrument for rotary processing, a slit.

Инструмент содержит чашечный ножTool contains a pan knife

Iс. установленным внутри него на опоре 2 деформирующим шаром 3. Чашечный нож 1 и шар 3 посредством специальной резьбовой державки 4 креп тс Ic. mounted inside it on the support 2 by a deforming ball 3. The cup knife 1 and the ball 3 are fastened with a special threaded holder 4

к торцу втулки 5, который в виде конического концентратора (отверсти под ключ в державке 4 не показаны).to the end of the sleeve 5, which is in the form of a conical hub (key holes in the holder 4 are not shown).

Во втулке 5 имеетс внутренн полость 6, в которой на цилиндрическом хвостовике 7 размещены пьезоэлементы 8, Пьезоэлементов нечетное число, в данном случае семь. Дисковые пьезокерамические кольца разделены по металлизированным торцам тонкими прокладками 9 из м гкой (отожженной меди, которые служат дл образовани электрической св зи между однополюсными торцами колец. Св зь осуа ествл етс с помощью многожильных медных изолированных проводников 10.In the sleeve 5 there is an internal cavity 6 in which piezoelectric elements 8 are placed on the cylindrical shank 7, an odd number of piezoelectric elements, in this case seven. The piezoceramic disk rings are separated by metalized ends with thin pads 9 of soft (annealed copper, which serve to form an electrical connection between the single-pole ends of the rings. The connection is realized with the help of multicore copper insulated conductors 10.

Акустическа св зь дисковых колец между собой и втулкой 5 обеспечиваетс зат жкой с помощью круглых гаекThe acoustic coupling of the disk rings to each other and the sleeve 5 is tightened with round nuts.

IIчерез текстолитовое кольцо 12 с жесткой латунной шайбой 13, котора служит также токопровод щим элементом дл подачи напр жени на пакет Пьезоэлементов через токосъемники 14 соединенные с ультразвуковым генератором (не показан).II through a textolite ring 12 with a rigid brass washer 13, which also serves as a conductive element for supplying voltage to the package of piezoelectric elements through current collectors 14 connected to an ultrasonic generator (not shown).

Дп предохранени электрических контактов от попадани металлической стружки и смивающе-охла одающей жидкости токосъемникиследует закрьшатьDp protect electrical contacts from falling metal shavings and conical cooling liquid to the current collectors should be closed

специальным кожухом (крьшкой с уплотнением (не показаны).special casing (with sealed cap (not shown).

Вторым электродом служит корпус 15 инструмента, который дл обеспечени электробезопасности при работе инструмента необходимо заземл ть.The second electrode is the tool body 15, which must be grounded to ensure electrical safety.

Втулка 5 после сборки пакета пьезоэлементов 8 устанавливаетс в корпусе 15 наопорных подшипниках 16, причем зазоры в них и зат жка последних регулируетс с помрщью круглых гаек 17.The sleeve 5, after assembling the package of piezoelectric elements 8, is installed in the housing 15 of the support bearings 16, and the gaps in them and the tightening of the latter are adjusted with round nuts 17.

.Перед работой ультразвуковой инструмент , смонтированный в поворотном корпусе 15 с помощью цилиндрического хвостовика 18 с лимбом, устанав ливаетс в инструментодержателе 19, который крепитс в резцедержателе токарного станка (не показан). При этом положение настроенного на обработку чашечного ножа 1 относительно обрабатываемой детали (не показана) фиксируетс болтами 20, а положение деформирующего шара 3 - винтом 21.Before operating, the ultrasonic tool mounted in the rotary body 15 with a cylindrical shank 18 with a limb is installed in the tool holder 19, which is mounted in the tool holder of a turning machine (not shown). In this case, the position of the cup knife 1 adjusted for machining relative to the workpiece (not shown) is fixed by bolts 20, and the position of the deforming ball 3 is fixed by a screw 21.

Перед началом обработки детали на пьезоэлементы подаетс высокочастотное напр жение, частота которого зависит от их геометрии. Амплитуда ультразвуковых колебаний пакета максимальна при совпадении частоты подаваемого напр жени и собственной резонансной частоты системы - пакет Пьезоэлементов и режуща часть инструмента .Before the machining of the part begins, a high-frequency voltage is applied to the piezoelectric elements, the frequency of which depends on their geometry. The amplitude of the ultrasonic vibrations of the packet is maximum when the frequency of the applied voltage coincides with the natural resonant frequency of the system — the Piezoelectric package and the cutting part of the instrument.

Рабочие элементы инструмента (резец и шар) в этом случае одновременно воздействуют на поверхностный слой детали ультразвуковыми колебани ми , при этом интенсивность (производительность ) процесса обработки возрастает, а качество обрабатываемо поверхности улучшаетс .The working elements of the tool (cutter and ball) in this case simultaneously affect the surface layer of the part with ultrasonic vibrations, while the intensity (productivity) of the machining process increases, and the quality of the surface being processed is improved.

Отличительной особенностью конструкции и компановки ультразвуковоIA distinctive feature of the design and arrangement of ultrasound

го инструмента вл етс то, что установка Пьезоэлементов во внутренней полости вращающейс втулки на ее цилиндрическом хвостовике позвол ет максимально приблизить пакет Пьезоэлементов к рабочему торцу конического концентратора втулки, что делает устройство компактным. Это позвол ет уменьшить вьшет рабочей части инструмента из опорных подшипников и увеличить жесткость конструкции инструмента, а значит и уменьшить ее вибрации,, возникающие при обработке, что существенно скаThe main tool is that installing Piezo elements in the internal cavity of a rotating sleeve on its cylindrical shank allows you to bring the Piezo element package as close as possible to the working end of the conical hub sleeve, which makes the device compact. This makes it possible to reduce the insertion of the working part of the tool from the support bearings and increase the rigidity of the tool design, and hence reduce its vibration, resulting from processing, which is significantly

Claims

ULTRASONIC TOOL FOR ROTARY PROCESSING, containing a cup knife with an annular piezoceramic transducer, characterized in that, in order to improve the quality of processing by increasing the rigidity of the tool, a sleeve is inserted into it, in which the piezoelectric elements are placed on the cylindrical shank and the outer part is installed in thrust bearings, while the end face of the sleeve is made in the form of a conical hub.