SU130328A1 - Станок для ультразвуковой обработки - Google Patents

Description

Преха,метом изобретени   вл етс  станок дл  ультразвуковой размерной обработки, в зону которой вводитс  жидкость, содержаща  абразивный порошок.

Обработка осуществл етс  посредством инструмента , колеблющегос  с ультразвуковой частотой в направлении его подачи.

Известные конструкции станков дл  ультразвуковой обработки обладают обычно р дом недостатков: низкой скоростью резани , невысокой точностью, также тем, что в них применены нечувствительные и неудобные в эксплуатации механизмы подачи инструмента.

Предложенный станок свободен от этих недостатков . Отличительна  особенность его заключаетс  в том, что преобразователь колебаний подвешен к инструментальной головке посредством тонкостенного стакана. Последний св зан с инструментальной головкой через массивный фланец. Это особенность станка обеспечивает повышение его коэффициента полезного действи . Друга  особенность станка заключаетс  в нрименении трубки дл  отвода охлаждающей жидкости из полости преобразовател . Срез трубки расположен ниже уровн  свободного торца преобразовател . Этим достигаетс  устранение излучени  ультразвука свободным (верхним) торцом преобразовател .

Инструментальна  головка станка уравновешена электромагнитом, св занным с ней посредством рычажной системы и управл ющим усилием подачи за счет изменени  т гового усили . Така  особенность станка обеспечивает уменьшение усили  подачи инструмента .

В станке применен также наконечник подвода абразивной суспензии, выполненный в

виде трубчатого кольца с отверсти ми, охватывающего концентратор. Таким выполнением наконечника достигаетс  равномерна  подача абразивной суспензии в зону обработки. На фиг. 1 схематически изображен общий

вид станка; на фиг. 2 - его акустическа  инструментальна  головка; на фиг. 3 - вид но стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - механизм нодачи инструмента; на фиг. 5 - разрез по линии Б-Б на фиг. 4; па фиг. 6 - кинематическа  схема станка; на фиг. 7 - электрическа  схема включени  двигател  механизма подачи инструмента; на фиг. 8 - схема насоса дл  подачи абразивной суспензии.

Основными част ми станка  вл ютс : станина / (фиг. 1), стол 2, акустическа  инструментальна  головка 3, механизм 4 подачи, насос 5 и нанель 5 управлени . данным усилием, поворот инструмента относительно его оси и установочные перемещени  издели  вместе со столом в горизонтальной плоскости. Может быть предусмотрено также вертикальное установочное перемещение стола . Головка 3 служит дл  сообщени  инструменту колебательных движений. В головке применен двухстержневой магнитострикционный преобразователь, иабраиный из оксидированных пластин альфера (сплава алюмини  с железом) или из другого материала, обладающего магнитострикционным эффектом. Сердечник 7 (фиг. 2) кренитс  к пассивным элементам колебательной системы,, например к фланцу 8, контактной сварной или пайкой серебр ным или иным твердым припоем. В резьбовое отверстие фланца завинчиваетс  концентратор 9, усиливающий амплитуду колебаний и несущий инструмент 10. Дл  получеии  наибольшей скорости резани  отношение диаметра толстой части концентратора к диаметру его тонкой части должно быть в пределах 1,8-3,5. Фланец преобразовател  имеет лыски под гаечный ключ, которым колебательна  система придерживаетс  при привинчивании сменного концентратора во избежание передачи усили  завинчивани  на колебательную систему и далее на прецизионные направл ющие механизма подачи. Другой вариант предохранени  направл ющих от усили  завинчивани  концентратора описан ниже. К фланцу преобразовател  прикреплен опорный тонкостенный стакан //, охватывающий преобразователь и переход щий в массивный фланец. Длина тонкостенной части опорного стакана должна быть такой, чтобы место перехода ее во фланец соответствовало узлу смещений продольных колебаний (диаграмма с.мещений показана на фиг. 2). Дл  уменьшени  вли ни  поперечных колебаний по окружности их пучпостей во фланце выполнена канавка. Фланец стакана 11 крепитс  к гильзе 12. Кроме креплени  опорным стаканом, может быть применено крепление фланцем, расположенным в узле смещений несменной части колебательиой систе мы. При этом несменна  часть цредставл ет собой ступенчатый концентратор с коэффициентом усилени , примерно равным двум. Гильза 12 может поворачиватьс  в корпусе 13 головки посредством черв чного механизма 14 (фиг. 3) дл  облегчени  установки фасонного инструмента относительно детали или дл  последовательной обработки с поворотом инструмента. Охлаждение преобразовател  производитс  проточной водой. Чтобы предотвратить вредное излучение зльтразвука верхним торцом преобразовател , предусмотрены следующие меропри ти , обеспечивающие его непогрул ение в воду. Полость головки выполнена герметичной , вода подаетс  по трубке 15 (фиг. 2) и сливаетс  через трубку 16, заборное отверстие которой находитс  ниже уровн  торца; воздущный пузырь, образующийс  в верхней части полости, не дает воде заливать верхний торец преобразовател . Другим вариантом охлаждени , обеспечивающим отсутствие дополнительных потерь, может быть охлаждение вод ным туманом. Головка крепитс  на ползушке механизма подачи с помощью винтового залсима 17, или же встраиваетс  без расчета на частый съем (фиг. 4). Дл  повышени  точности перемещени  ползушки 18 (фиг. 4 и 5) механизма подачи инструмента и дл  облегчели  ее хода применены паправл ющие 19 качепи , обеспечивающие высокую чувствительность механизма. Вес подвижных частей уравновешен грузом 20, подвешенным на коромысле 21, причем дл  легкости хода ирименены ножевые оноры . Дл  плавности хода ползушки предусмотрен масл ный демпфер 22. Наличие обратного клапана в демпфера обеспечивает разную степепь демпфировани  при ходе в разные стороны. Привод ползушки осуществл етс  от соленоида 23. Усилие подачи равно разности избыточного веса (по отношению к противовесу) подвижных частей и т гового усили  соленоиИзменение т гового усили  достигаетс  регулированием тока в обмотке соленоида посредством автотрансформатора 24. Кнопка 25 предусмотрена дл  быстрого отвода инструмеита , отводимого периодически дл  подачи порции свежей абразивной сз-спензии в зону резани , например, при сверлении на большую глубину. В.место кноночного ручного включени  периодического отвода может быть также применено включение с помощью реле времени, работающего по заданному циклу. Штурвал 26 (фиг. 5) предназначен дл  установочного вертикального перемещени  ползущки. При его повороте втулка 27 заклинивает посредством щарикового упорпого устройства 28 реечную шестерню 29, свободно вращающуюс  иа валу 30. Пружинный тормоз 31 служит дл  обеспечени  плавности хода при ручном перемещении и дл  стопорени . Дл  уменьшени  усили  подачи, которое требзетс  па выходе при сверлепии сквозных отверстий, предусмотрены переставной упор 32 (фиг. 4) и плунжер 5, пружиной 34. При ходе ползушки впиз упор наталкиваетс  на плунжер и сжимает пружину, вследствие чего уменьшаемс  усилие подачи. При повороте кольца 35 цанга 36 заклинивает ползушку в корпусе 37, что устран ет передачу усили  зажима инструмента на прецизнойные направл ющие качени . В широко универсальном варианте выполнени  станка, а также при необходимости изменени  усили  подачи по заданной программе , привод ползушки может осуществл тьс 

ристикой, работаюгДим в заторможенном (моментом ) режиме.

Вместо описанной выше блочной системы уравновешивани  с коромыслом на ножевых опорах может быть применена следуюш,а  система .

Ползушка приводитс  в движение от электрического двигател  38 через редуктор 39, 40 и реечную передачу 41, 42. Вес подвижных частей уравновешен грузом 43, подвешенным на гибкой ленте 44, намотанной на барабан 45, оцепленный реечным зацеплением с ползушкой . Руко тка 46 служит дл  выполнени  установочных перемещений нолзушки. Дл  плавности хода ползушки предусмотрен масл ный демпфер 47.

Схема включени  двигател  дл  случа  применени  асинхронного сервомотора показана па фиг. 7. Потенциометр R служит дл  регулирова ш  усили  подачи, а трехпозициоппый переключатель П - дл  переключепи  направлени  подачи (подача - стоп-отвод).

Абразивна  суспензи  подаетс  в зону резани  центробежным насосом. Часть потока, поступающа  пз камеры 48 (фиг. 8) в бачок насоса, используетс  дл  перемещивани  абразива . Шнек 49 нреп тствует попаданию абразива в электродвигатель.

В соответствии с другим вариантом дл  перемешивани  суспензии часть потока, нагнетаемого насосом 5 (фиг. 1), направл етс  в его бак не через отверсти  нагнетательной камеры , а из общего трубопровода 50 через дополнительные сопла 51.

От насоса по шлангу суспензи  подаетс  в зону резани  через спреерпую воронку 52, охватываюндую концентратор, или через сопла .

Дл  стока суспе зии стол выполнен в виде решетки 53, а вокруг стола прорезаны наклонные желоба. Через отверсти  решетки

суспензи  попадает в полость стола, откуда по шлангу 54 стекает обратно в бак насоса. Лампог5Ь Й или другой генератор, питающий акустическую головку, смонтирован самосто тельиым устройством. Отличительной его особенностью  вл етс  применение выходного трансформатора без ферромагнитного сердечника . Применение такого трансформатора повышает к.п.д. генератора.

Предмет изобретени 

Claims (4)

1.Станок дл  ультразвуковой обработки консольного типа с двухкоординатным стоЛОЛ1 и вертикально перемещающейс  на направл юпщх качени  инструментальной головкой , отличающийс  тем, что, с целью повышенн  его к.п.д., преобразователь колебаний подвешен к инструментальной головке посредством тонкостенного стакана, св занного с инструментальной головкой через массивный фланец.

2.Станок по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью устранени  излучени  ультразвука

свободным торцом преобразовател  колебаний , дл  отвода охлаждающей жидкости из его полости применена трубка, срез которой расноложен ниже уровн  свободного торца преобразовател .

3. Стано1 ; по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  усили  подачи, инструментальна  головка уравновешена электромагнитом , св занным с головкой посредством рычажной системы и управл ющим усилием

подачи за счет изменени  т гового усили .

4. Станок по пп. 1, 2 и 3, отличающийс  тем, что, с целью равномерной подачи абразивной суспензии в зону обработки, наконечник подвода суспензпи выполнен в виде трубчатого кольца с отверсти ми, охватывающего концентратор.

fi/S. /

x 7

72

fue.3

18 32

9/7

2

47

fus. 7