SU1282942A1 - Apparatus for ultrasound machining of hard materials - Google Patents

Apparatus for ultrasound machining of hard materials Download PDF

Info

Publication number
SU1282942A1
SU1282942A1 SU853906424A SU3906424A SU1282942A1 SU 1282942 A1 SU1282942 A1 SU 1282942A1 SU 853906424 A SU853906424 A SU 853906424A SU 3906424 A SU3906424 A SU 3906424A SU 1282942 A1 SU1282942 A1 SU 1282942A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
plate
energy
shaping
possibility
workpiece
Prior art date
Application number
SU853906424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Борисович Шустер
Владимир Иосифович БРАИЛОВСКИЙ
Виктор Давыдович Линд
Original Assignee
Омский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Омский политехнический институт filed Critical Омский политехнический институт
Priority to SU853906424A priority Critical patent/SU1282942A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1282942A1 publication Critical patent/SU1282942A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электрофизическим методам обработки, где нар ду с введением сил деформировани  в очаг деформации ввод т энергию ультразвуковых колебаний . Изобретение позвол ет снизить расход энергии путем исключени  вли ни  технологического усили  на эффективность ввода ультразвуковой энергии в очаг формообразовани . Волновод-инструмент поджимают к заготовке со строго дозированным усилием, которое поддерживают посто нным . Одновременно с вводом энергии ультразвука формообразование производ т дефор- мируюш.им инструментом, функционально не св занным с вводом энергии ультразвуковых колебаний в заготовку. 2 ил. с (ЛThe invention relates to electrophysical processing methods, where, along with the introduction of deformation forces, the energy of ultrasonic vibrations is introduced into the deformation zone. The invention makes it possible to reduce energy consumption by eliminating the influence of technological effort on the efficiency of introducing ultrasonic energy into the forming center. The waveguide tool is pressed to the workpiece with a strictly metered force, which is kept constant. Simultaneously with the input of ultrasound energy, the shaping is performed by a deforming tool, functionally not related to the input of the energy of ultrasonic vibrations into the workpiece. 2 Il. with (L

Description

гоgo

0000

юYu

соwith

4four

oo

Изобретение относитс  к электрофизическим методам обработки, в которых формообразование поверхности деталей производитс  не только за счет деформировани , но и с введением нар ду с этими силами в очаг формообразовани  энергии ультразвуковых колебаний, в частности к обработке материалов давлением с применением энергии ультразвука дл  ее интенсификации.The invention relates to electrophysical processing methods, in which the shaping of the surface of parts is carried out not only due to deformation, but also with the introduction of these forces into the center of shaping the energy of ultrasonic vibrations, in particular, the processing of materials by pressure using ultrasound energy to intensify it.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергосиловых параметров.The aim of the invention is to reduce power parameters.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , общий вид; на фиг. 2 - рабоча  зона этого устройства.FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2 - the working area of this device.

Устройство представл ет собой штампо- вый блок, в котором смонтировано на верхней 1 и нижней 2 плитах средство дл  формообразовани  и ввода энергии звуковых колебаний в очаг формообразовани , выполненное соответственно в виде волновода-инструмента 3 и пуансона 4, деформирующий инструмент, выполненный в виде матрицы 5, закрепленной на дополнительной плите 6, и прижим 7, закрепленный на дополнительной плите 8. Матрица 5 и прижим 7 направл ютс  относительно нижней плиты 2 штамповочного блока колонками 9. Волновод- инструмент 3, соединенный с источником продольных ультразвуковых колебаний-маг- нитостриктором 10, направл етс  относительно верхней плиты 1 1птамнового блока направл ющими 11.The device is a stamping unit in which the means for shaping and introducing the energy of sound vibrations to the shaping center, made respectively in the form of a waveguide-tool 3 and a punch 4, are mounted on the top 1 and bottom 2 plates, which deform a tool made in the form of a matrix 5 fixed on the additional plate 6 and the clamp 7 fixed on the additional plate 8. The matrix 5 and the clamp 7 are guided relative to the bottom plate 2 of the stamping unit 9. The waveguide is a tool 3 connected to the source By means of a longitudinal ultrasonic oscillation magnetostrictor 10, it is guided relative to the top plate 1 of the first block by the guides 11.

Дозированное усилие поджима волновода-инструмента 3 к заготовке 12 создаетс  сменными грузами 13. Деформирующее усилие передаетс  на матрицу 5 и пуансон 4 при помощи толкателей 14. Пружины 15 служат дл  зажима заготовки в штампе, пружины 16 - дл  обеспечени  доступа в межштамповое пространство.The dosed force of the waveguide tool 3 to the workpiece 12 is created by interchangeable loads 13. The deforming force is transmitted to the matrix 5 and the punch 4 by means of pushers 14. The springs 15 serve to clamp the workpiece in the die, the springs 16 provide access to the interstitial space.

Заготовку 12 устанавливают в прижиме 7 и фиксируют в необходимом положении относителЬдЮ матрицы 5. Рабочий ход устройства осуществл етс  при перемещении верхней плиты 1 щтамнового блока вниз.The workpiece 12 is installed in the clamp 7 and fixed in the required position relative to the matrix 5. The working stroke of the device is carried out by moving the upper plate 1 of the sandwich block down.

Волновод-инструмент 3 при перемещении плиты 1 воздействует на заготовку 12. Контакт между волноводом-инструментом 3 и заготовкой 12 осуществл етс  по поверхности сопр жени  контактирующих тел В. Через поверхность контакта заготовки 12 с прижимом 7 (ПР) воздействие волновода- инструмента на заготовку передаетс  на прижим 7 и пружины 15.The waveguide tool 3, when moving the plate 1, acts on the workpiece 12. The contact between the waveguide tool 3 and the workpiece 12 is carried out along the interface of the contacting bodies B. Through the contact surface of the workpiece 12 with the clamp 7 (PR), the waveguide tool on the workpiece is transmitted on the clamp 7 and the spring 15.

Волновод-инструмент 3 движетс  вместе с плитой 1 до тех пор, пока вес системы 3-10-13 не будет .уравновешен реакцией пружин 15, а затем при дальнейшем перемещении плиты 1 начинает двигатьс  относительно нее в обратную сторону, перемеща сь по направл ющим 11 под действием реакции пружин 15 (усилие, которое должны создавать пружины 15 дл  прижима заготовки в процессе вырубки-пробивки, опреThe wave guide-tool 3 moves with the plate 1 until the weight of the system 3-10-13 is balanced by the reaction of the springs 15, and then with further movement of the plate 1 it begins to move relative to it in the opposite direction, moving along the guides 11 under the action of the reaction of the springs 15 (the force that the springs 15 must create to press the workpiece during the cutting-punching process,

деленное из услови  приемлемого качества изделий, всегда больще, чем эффективное усилие поджима волновода-инструмента к заготовке).divided by the condition of acceptable quality of products, always greater than the effective force of pressing the waveguide tool to the workpiece).

При этом волновод-инструмент 3 воздействует на заготовку 12 по поверхности В с дозированным заранее выбранным усилием, регулируемым сменными грузами 13.In this case, the waveguide tool 3 acts on the workpiece 12 on the surface B with a dosed out pre-selected force, adjustable by interchangeable weights 13.

При дальнейшем перемещении плиты 1 толкатели 14 соприкасаютс  с дополнительной плитой 6, и, перемеща  ее по направл ющим колонкам 9, сжимают пружины 16 и 15,при этом осуществл етс  зажим заготовки между матрицей 5 и прижимом 7 по поверхности сопр жени  соответственно МUpon further movement of the plate 1, the pushers 14 contact the additional plate 6, and by moving it along the guide columns 9, the springs 16 and 15 are compressed, and the workpiece is clamped between the die 5 and the clamp 7 on the interface surface, respectively M

и ПР.and PR.

Затем в момент контакта заготовки 12, с пуансоном 4 по поверхности П включают колебани  и осуществл ют вырубку-пробивку путем смещени  в направлении движени  верхней плиты 1 щтампового блока час- ГThen, at the moment of contact of the workpiece 12, with the punch 4 on the surface P, oscillations are carried out and punching is carried out by displacement in the direction of movement of the upper plate 1 of the clock block

ти заготовки, зажатой между матрицей 5these blanks sandwiched between the matrix 5

и прижимом 7 по поверхност м М и ПР, относительно части заготовки,, зажатой между волноводом-инструментом 3 и пуансоном 4 по поверхност м В и П, т. е, процесс вырубки-пробивки осуществл ют смещением заготовки 12 относительно режущих кромок пуансона 4 и матрицы 5.and the clamp 7 along the surfaces M and PR, relative to the part of the workpiece, sandwiched between the waveguide-tool 3 and the punch 4 along the surfaces B and P, i.e., the punching-out process is carried out by displacing the workpiece 12 relative to the cutting edges of the punch 4 and matrix 5.

Таким образом, технологическое усилие разделени  воспринимаетс  элементами деформирующего инструмента - штампа:Thus, the technological effort of separation is perceived by the elements of the deforming tool-punch:

пуансоном и матрицей, в то вре.м  как волновод-инструмент в процессе деформировани  остаетс  поджатым к заготовке 12 с заранее выбранным усилием, которое поддерживают посто нным путем использовани  сменных грузов 13.punch and die, while the wave guide tool during the deformation process remains compressed against the workpiece 12 with a preselected force, which is kept constant by using interchangeable weights 13.

Конструктивно устройство регулировани  усили  поджима волновода-инструмента к заготовке может быть выполнено, например , и в виде упругого элемента (элементов) с соответствующим выбором характеристикиStructurally, the device for adjusting the force of pressing the waveguide tool to the workpiece can be performed, for example, in the form of an elastic element (s) with an appropriate choice of characteristic

или в виде гидравлической или пневматической системы с обратной св зью и т. п. После завершени  процесса вырубки-пробивки выключают колебани , штамповый блок размыкают и все элементы устройства приход т в исходное положение.or in the form of a hydraulic or pneumatic feedback system, etc. After the punching-punching process is completed, the vibrations are turned off, the die unit is opened, and all elements of the device return to their original position.

На данном устройстве проводили пробивку отверсти  диаметром 1,2 мм в гети- наксе ГФ-1-35-1,5 ГОСТ 10316-78. Двухсторонний зазор между пуансоном и матрицей составл л 0,06 мм, т. е. 4% от толщины пробиваемого материала.This device was used for punching a hole with a diameter of 1.2 mm in the hetix of GF-1-35-1.5 GOST 10316-78. The two-sided clearance between the punch and the die was 0.06 mm, i.e. 4% of the thickness of the material being punched.

В качестве источника электрических ультразвуковых колебаний использовали ультразвуковой генератор УЗДН-0,4 .мощностью 400 Вт, а источником механических колебаний  вл лс  магнитострикционныйAs a source of electrical ultrasonic vibrations, an ultrasonic generator UZDN-0.4 was used. With a power of 400 W, the source of mechanical vibrations was magnetostrictive

преобразователь с удельной акустической мощностью до 100 Вт/см. Волноводпа  система , рассчитанна  с учетом реакции нагрузки , обеспечивала на рабочем торце волновоtransducer with a specific acoustic power of up to 100 W / cm. The waveguide system, calculated taking into account the load response, provided at the working end wave

да-инструмента амплитуду 25 мкм с поджа- тием последнего к заготовке при замыкании штампа с усилием 3 кгс за счет сменных грузов . Величину усили  поджима определ ли экспериментально из услови  достижени  максимальной эффективности использовани  ультразвука в данном технологическом процессе. Основным показателем эффективности процесса ультразвуковой вырубки- пробивки  вл етс  потребное усилие деформировани , величина которого, в свою очередь , определ ет качество получаемых изделий , долговечность инструмента, экономичность и производительность процесса.yes, the instrument has an amplitude of 25 µm with the latter pressed against the workpiece when the die is closed with a force of 3 kgf due to interchangeable loads. The magnitude of the pressing force was determined experimentally from the condition of achieving maximum efficiency in the use of ultrasound in this technological process. The main indicator of the efficiency of the ultrasonic punching process is the required deforming force, the value of which, in turn, determines the quality of the products obtained, the tool durability, efficiency and process productivity.

Э () X 100%, E () X 100%,

Т срT cf

- удельное усилие деформировани  без применени  ультразвука; - specific deformation force without the use of ultrasound;

- удельное усилие деформировани  с ультразвуком. - specific force of deformation with ultrasound.

В данном с. максимальна  эффективность процесса достигаетс  при усилии поджима волново;1. -инструмента к заготовке достаточном и необходимом дл  создани  нераскрываю)це1-ос  акустического контакта в процессе деформировани .In this c. maximum efficiency of the process is achieved when the pressing force is wave; 1. -tool to the workpiece sufficient and necessary to create a non-opening acoustic contact center in the deformation process.

Устройство устанавливали на испытательную MauiHHy Р-0,5. При с-корости процесса деформировани  1 мм/с усилие деформи- , рогистоируемое месдозой и сило- измерителем ., составило 6 кгс, что за вычетом протизодавлепи  поджима вол- новода-инстру.мснта к заготовке с усилием 3 кгс соответствует сопротивлению -материала на срез tijp 0.5 кгс/мм (без учета усили  противодавлени , т. е. усили  поджима волновода-инструмента к заготовке).The device was installed on the test MauiHHy P-0.5. With a s-speed of the deformation process of 1 mm / s, the force of the deformed, built-up by the mesdose and the meter, was 6 kgf, which minus the resistance of the waveguide tool to the workpiece with a force of 3 kgf corresponds to the resistance of the material to the cut tijp 0.5 kgf / mm (without taking into account the back pressure forces, i.e. the pressing force of the wave guide tool to the workpiece).

Эффективность процесса, определенна  iio приведенной формуле, составила ( ср дл  исс.тедуемогоматериаласоставл етThe effectiveness of the process, determined by iio in the above formula, was (cf. for d.exam.this material is

12 кгс/мм):12 kgf / mm):

Э ( ЮОо/о 95,80/0.E (UOo / about 95.80 / 0.

В случае С01 .мещени  технологического и акустического инстру.мснтов, т. е. при подаче ультразвуковых колебаний нено средствен- но на деформирующий инструмент (устройство-прототип ) при пробивке с идептичными технологическьу:к параметрами, усилие пробивки ( ocraEihJiu 6,6 кгс, что соответствует сопротивлению материала на срез 1,17 кгс/ /мм. Эффективность процесса при той же мощности ультразвуковых колебаний составила только 90,2.IVo.In the case of C01, the displacement of technological and acoustic tools, i.e., when applying ultrasonic oscillations, is not averaged on the deforming tool (prototype device) when punching with ideptic technological: to parameters, punching force (ocraEihJiu 6.6 kgf, which corresponds to the resistance of the material to a cut of 1.17 kgf / / mm, the efficiency of the process with the same power of ultrasonic vibrations was only 90.2.IVo.

Снижение энергосиловых затрат при реа- лизап,ии 1ред. агаемого устройства по сравнению с прототипом обусловлено уменьшением потерь энергии ультразвуковых колебаний в волноводной системе за счет исключени  вли ни  деформируюшего усили  на эффек- - тивность ввода энергии ультразвука в очаг формообразовани .Reduction of energy and power costs with realiza- tion, and 1red. The device to be used as compared to the prototype is due to the decrease in the energy loss of the ultrasonic vibrations in the waveguide system due to the elimination of the effect of the deforming force on the efficiency of the input of the ultrasound energy into the forming center.

Предлагаемое устройство дл  ультразвуковой обработки твердых материалов гарантирует эффективную работу акустической колебательной системы на любой стадииThe proposed device for the ultrasonic treatment of solid materials ensures efficient operation of the acoustic oscillatory system at any stage.

произвольного демонотонного процесса формообразовани  деталей, например, вырубки- пробивки, что обеспечивает разделение материала в услови х чистого среза с минимальными потер ми ультразвуковой энер5 гии и исключает дефекты, получаемые при штамповке известными способами, такие как расслоени , сколы и т.д. arbitrary demonotonous process of forming parts, for example, punching, which ensures the separation of the material under clean cut conditions with minimal loss of ultrasonic energy and eliminates defects obtained during punching by known methods, such as delamination, chipping, etc.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 0 Устройство дл  ультразвуковой обработки твердых материалов, содержащее установленное на верхней и нижней плитах средство дл  формообразовани  и ввода энергии ультразвуковых колебаний в очаг0 Device for ultrasonic processing of solid materials, containing means for shaping and entering the energy of ultrasonic vibrations into the center, installed on the upper and lower plates 5 формообразовани , а также матрицу, отличающеес  тем, что, с целью снижени  энер- госи.ювых параметров, оно снабжено двум  направл ющими колонками, установленными на нижней плите, установленными на направл ющих колонках двум  дополнитель0 ными плитами, перва  из которых подпружинена относительно нижней плиты, а втора  - относительно первой дополнительной плиты, уравновешивающей системой, выполненной в виде пластины, размещенной на верхней плите с возможностью возвратно поступательного перемещени  относительно нее в направл ющих, смонтированных на этой плите, и сменных грузов, установленных на пластине с возможностью совместного с ней перемещени  по направл ющим,5 shaping, as well as a matrix, characterized in that, in order to reduce energy parameters, it is equipped with two guide columns mounted on the bottom plate, mounted on the guide columns two additional plates, the first of which is spring-loaded relative to the bottom plate, and the second relative to the first additional plate, a balancing system made in the form of a plate placed on the top plate with the possibility of reciprocating movement relative to it in the guides, see ontilirovannyh on this plate, and interchangeable goods mounted on the plate with the possibility of joint movement with it along the guides, 0 а также толкател ми, установленными на верхней плите с возможностью взаимодействи  с первой дополнительной плитой, причем матрица установлена между дополнительными плитами по оси давлени  устройства , а средство дл  формообразовани  и0 as well as pushers mounted on the upper plate with the possibility of interaction with the first additional plate, the matrix being installed between the additional plates along the pressure axis of the device, and the means for forming and ввода энергии ультразвуковых колебаний в очаг формообразовани  выполнено в виде двух раздельных И струментов, установленных по оси давлени  устройства с возможностью встречного перемещени , причем ин0 струмент, предназначенный дл  ввода энергии ультразвуковых ко.тебаний в очаг формообразовани , жестко закреплен на пластине уравновешивающей системы. The input of ultrasonic vibrations energy into the shaping center is made in the form of two separate struts installed along the pressure axis of the device with the possibility of oncoming movement, and the instrument designed to introduce the energy of ultrasonic signals into the shaping center is rigidly fixed on the plate of the balancing system. cfrus.1cfrus.1 МM фиг. 2FIG. 2 Составитель М. Тарлавска Compiled by M. Tarlavska Редактор А. ЛежнинаТехред.И. ВересКорректор М. ДемчикEditor A. LezhninTehred.I. VeresKorrektor M. Demchik Заказ 7327/6Тираж 731ПодписноеOrder 7327/6 Circulation 731 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийVNIIPI USSR State Committee for Inventions and Discoveries 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Production and printing company, Uzhgorod, ul. Project, 4 л/l /
SU853906424A 1985-06-04 1985-06-04 Apparatus for ultrasound machining of hard materials SU1282942A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853906424A SU1282942A1 (en) 1985-06-04 1985-06-04 Apparatus for ultrasound machining of hard materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853906424A SU1282942A1 (en) 1985-06-04 1985-06-04 Apparatus for ultrasound machining of hard materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1282942A1 true SU1282942A1 (en) 1987-01-15

Family

ID=21181157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853906424A SU1282942A1 (en) 1985-06-04 1985-06-04 Apparatus for ultrasound machining of hard materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1282942A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109500199A (en) * 2018-11-26 2019-03-22 鹤山市润昌电子电器有限公司 A kind of stamping device of wiring board

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Северденко В. П. и др. Листова штамповка с ультразвуком. /Vlинcк: Наука и техника, 1975, с. 47, табл. 2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109500199A (en) * 2018-11-26 2019-03-22 鹤山市润昌电子电器有限公司 A kind of stamping device of wiring board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1160925A3 (en) Device for rivet joining of metal sheets
US6199271B1 (en) Method and apparatus for joining metal sheets and the like
US9931684B2 (en) Forming die and method of using the same
GB1389162A (en) Vibratory welding apparatus
US3495427A (en) Apparatus for altering the cross-sectional shape of a plastically deformable workpiece using high frequency vibrations
DE102009017248A1 (en) Ultrasound unit for use in industrial ultrasound machine, has sonotrode possessing oscillations with suitable amplitudes and comprising cavities in different directions, where cavities provide positive characteristics of ultrasound unit
US3643483A (en) Sonic system for deformation of sheet material
SU1282942A1 (en) Apparatus for ultrasound machining of hard materials
CN106827269A (en) Ultrasonic wave gemstone working apparatus with many tool heads
CN1894091B (en) Apparatus and method for compensating for stress deformations in a press
RU2282525C1 (en) Material working apparatus with use of ultrasonic oscillations
JPH0120035B2 (en)
SU829250A1 (en) Apparatus for ultrasonic straightening of plate parts
SU846285A1 (en) Device for ultrasonic finishing of planar surfaces
SU1127679A1 (en) Press tool for closed die forging,mainly for isothermal shaping
SU1258679A1 (en) Ultrasonic device for hardening workpieces
SU733957A1 (en) Vibratory unit for reducing residual strain
SU902929A1 (en) Apparatus for ultrasonic punching of holes
SU1382570A1 (en) Arrangement for cubic strain
SU1690922A1 (en) Apparatus for feeding strip and belt material to two working zone of die set
SU662207A1 (en) Die set clean cutting-out
SU337220A1 (en) METHOD FOR PROCESSING SHEET MATERIALS
Young et al. An oscillatory deep-drawing analogue
JPH0565311B2 (en)
SU1409415A1 (en) Plant for location and spacing of rolled stock