SU1253764A1

SU1253764A1 - Apparatus for ultrasonic machining

Info

Publication number: SU1253764A1
Application number: SU843812306A
Authority: SU
Inventors: Олег Иванович Зубченко; Валерий Борисович Марголин; Леонид Владимирович Олейник
Original assignee: Украинский Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Продовольственного Машиностроения
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1986-08-30

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при ультразвуковой обработке твердых поверхностей, например, при упрочнении и выглаживании поверхности ме- таллических деталей.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the ultrasonic treatment of hard surfaces, for example, in hardening and smoothing the surface of metal parts.

Цель изобретени - интенсификаци процесса обработки и повьшение качества .The purpose of the invention is to intensify the processing process and increase the quality.

На фиг,1 изображена схема устрой- ства, общий вид; на фиг.2 - положение рабочих элементов в момент начала цикла воздействи ; .З - положение элементов в верхней точке; на фиг.4 - положение элементов в мо- мент окончани щтела воздействи ,Fig. 1 shows a schematic of the device, a general view; Fig. 2 shows the position of the working elements at the moment of the beginning of the exposure cycle; .З - position of elements at the top point; FIG. 4 shows the position of the elements at the time of termination of the action of the chute,

Устройство содержит ультразвуковой преобразователь 1 с ультразвуковым инструментом 2, состо щим из концентратора 3, имеющего участок пони- женной лсесткости, вьтолиенный, например , в виде гибкого элемента 4 и закрепленного на его конце деформирующего элемента 5. К преобразователю крепитс кольцо 6, несущее пружи- ну 7 с установленным на ней бойком 8The device contains an ultrasonic transducer 1 with an ultrasonic tool 2 consisting of a concentrator 3 having a section of reduced strength, folded, for example, in the form of a flexible element 4 and a deforming element 5 fixed to its end. A transducer 6 is attached to the transducer Well, 7 with a brisk 8 installed on it

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом обработки устройст- ство прижимают деформиругопщм элементом 5 к обрабатываемой поверхности детали 9 таким образом, чтобь ось концентратора 3 составила некоторый угол If (около 20-50°) с нормалью к обрабатываемой поверхности и затем включают ультразвуковой генератор (не показан), электрически св занный с преобразователем 1, Деформирующий элемент 5 начинает вибрировать с ультразвуковой частотой и при этом воздействует как на обрабатьгоаемую поверхность, так и на боек 8, который в исходном положении прижат к нерабочей части деформирующего эле- мента 5. В результате взаимодействи с обрабатываемой поверхностью деформирующий элемент 5 отскакивает от нее, а боек 8 в результате аналогичного взаимодействи своей поверхнос- ти с деформирующим элементом 5 отскакивает от последнего. Затем благодар упругости участка 4 концентратора 3, деформирующий элемент 5 удар етс об обрабатьшаемую поверхность, при этом о деформирующий элемент 5 удар етс боек О, возвратившийс под действием пружины 7 в исходное положение (фиг.З). Затем цикл воздействи повтор етс . Устройство готово к обработке следутоще, поверхности.Before starting the treatment, the device is pressed by the deformed element 5 to the workpiece surface 9 in such a way that the axis of the concentrator 3 makes some angle If (about 20-50 °) with the normal to the workpiece surface and then turns on the ultrasonic generator (not shown) electrically connected entered with the transducer 1, the Deforming element 5 begins to vibrate at an ultrasonic frequency and at the same time affects both the surface to be treated and the firing pin 8, which in the initial position is pressed against the non-working part iruyuschego element of the 5 after reacting the treated surface with a deforming member 5 bounces off it, and the striker 8 as a result of its reaction equivalent poverhnos- minute with deforming member 5 bounces off the latter. Then, due to the elasticity of the section 4 of the concentrator 3, the deforming element 5 hits the surface to be treated, while the firing pin O strikes the deforming element 5 returning to the initial position under the action of the spring 7 (FIG. 3). Then the cycle of exposure is repeated. The device is ready for processing as follows, the surface.

В предлагаемом устройстве ультразвукова энерги преобразовъшаетс как в кинетическую энергию бойка, так и в энергию, расходуемую непос- редствеггао на деформацию обрабатываемой поверхности. При этом кинетическа энерги бойка обеспечивает ударное воздействие деформирующего элемента , что позвол ет получать значительную глубину 1аклепа, а непосредственное зоздействи-е ультразвуковой энергии на обрабатьшаемую поверхност обеспечивает высокую чистоту поверхности и дополнительно способствует увеличению глубины наклепа. Вьтолне- ние по крайней мере части концентратора в виде гибкого элемента дает возможность деформирующему элементу при отскоке от обрабатываемой поверхности перемещатьс в направлении, перпендикул рном оси концентратора. Выбор частоты собственнь х колебаний системы пружина - боек, совпадающей с частотой собственных поперечных колебаний ультразвукового инструмента, обеспечивает одновременное ударное воздействие деформирующего элемента и бойка на обрабатываемую поверхност Частоту собственных колебаний систем пружина - боек измен ют путем подбор массы бойка и жесткости пружины.In the proposed device, ultrasound energy is converted both into kinetic energy of the striker and into energy spent directly on the deformation of the treated surface. At the same time, the kinetic energy of the striker provides a shock effect of the deforming element, which makes it possible to obtain a significant depth of 1klip, and the direct development of ultrasonic energy on the surface to be treated provides high surface cleanliness and additionally contributes to an increase in the depth of work hardening. The implementation of at least a part of the concentrator in the form of a flexible element allows the deforming element to move in the direction perpendicular to the axis of the concentrator when rebounding from the surface to be treated. The choice of the frequency of the natural oscillations of the spring – firing system coinciding with the frequency of the natural transverse vibrations of the ultrasonic tool provides simultaneous impact of the deforming element and the striker on the surface. The natural vibration frequency of the spring – firing systems is changed by selecting the striking mass and spring stiffness.

В процессе испытаний устройства установлено, что глубина упрочнени образцов достигает 1,0 мм, а щерохо- ватость поверхности - от Ra 0,16 до Ra 0,040 в зависимости от геометрии рабочей поверхности деформирующего элемента (рабоча поверхность шарика дп этого .дополнительно шлифовалась ) . Наивысщий класс чистоты поверхности получен с помощью деформирующего элемента, рабоча , поверхность которого бьша в виде площадки . диаметром 2 мм.In the process of testing the device, it was established that the depth of hardening of the samples reaches 1.0 mm, and the roughness of the surface varies from Ra 0.16 to Ra 0.040, depending on the geometry of the working surface of the deforming element (the working surface of the ball dp of this was further ground). The highest class of surface cleanliness obtained using a deforming element, working, the surface of which was in the form of a platform. with a diameter of 2 mm.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным обеспечивает получение большей толщины упрочн емого cjjoH, при этом класс шероховатости поверхности, обеспечивае 1Й прототипом , достигаетс с помощью предлагаемого устройства за меньший отрезок времени, что позвол ет повысить производительность устройства, качество обработки, а также экономить электроэнергию .The present invention, in comparison with the known, provides a greater thickness of the hardened cjjoH, while the surface roughness class, provided by the 1st prototype, is achieved with the help of the proposed device in a shorter period of time, which allows to improve the performance of the device, the quality of processing, as well as save energy.

фиг.22

Фиъ. 3Fi. 3

ор Т.Митейко 4668/17op T. Mitejko 4668/17

Составитель С.Чукаева Техред В.КадарCompiled by S. Chukaev Tehred V. Kadar

Коррект ПодписнCorrect Subscribe

Тираж 740Circulation 740

ВНЙИПИ Государственного комнтета СССР по делам изобретёнкй и открытий 113035, Мосхв Ж-35, Раушска наб., д. 4/5VNYIPI USSR State Office for Inventions and Discoveries 113035, Moskhv Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

fpi/i. 4fpi / i. four

Корректор Л.ГГатай ПодписноеProofreader L.Gatay Subscription

Claims

1. DEVICE FOR ULTRASONIC PROCESSING, containing an ultrasonic transducer with a tool made in the form of a concentrator with a deforming element fixed to the free end, characterized in that, in order to improve quality during the intensification of the processing process, it is equipped with a spring-loaded striker mounted on the transducer with the possibility interaction with the tool and movement in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the concentrator.

2. The device according to claim 1, characterized in that the free end of the hub is equipped with a flexible element.

boo sl * 4 05

4 *>

ΐ shows a diagram of a device view; in FIG. 2 - position of elements at the time of starting