SU516436A1 - Устройство дл ультразвуковой обработки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано в различном технологическом оборудовании при обработке материалов с наложением ультразвуковых колебаний.

Известны устройства дл  ультразв ; овой обработки, содержащие электроакустический (магнитострикционный или пьезоэлектрический ) преобразователь, соединенньШ с вол новодной системой, и инструмент. В таких устройствах передача ультразвуковых колебаний от электроакустического преобразовател  к инструменту осуществл етс  через волноводную систему стержневой формы.

Недостатком известных устройств  вл ет с  их невысока  добротность и нестабильность амплитудно-частотных характеристик, снижающа  эффективность устройств при технологическом применении. Это вызвано тем, что работа существующих конструкций основана на использовании одномерного резонанса , т.е. резонанса стержн .

Иель изобретени  - повышение добротности волноводной системы.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве волноводна  система выполнена Е виде тригональной призмы с размерами основани  к высоты, кратными длине полуволны возбуждаемых в ней колебаний. Длину стороны основани  призмы выбирают кратной дл{ше поперечной полуволны возбуждаемых колебаний, а высоту призмы- кратной продольной полуволны указанных колебаний . Электроакустический преобразователь может быть присоединен как к центру боковой грани призмы, так и к ее верщине. Наилучшие результаты достигаютс  при присоединении инструмента в центре основани  призмы перепен,цикул5фнэ последней.

Дч  работы на высших гармониках либо при необходимости возбуж цени  нескольких инструментов с параллельными друг относительно друга ос ми волноводна  система может вьшолн тьс  в виде призм или граненых фигур, форма которых образована путем многократной мультипликации на плоскости элементарной  чейке в виде триго- нальной призмы, имеющей размеры, соответствующие первой моде колебаний.

На фиг. 1 изображено предлагаемое усгройство с электроакустическим преобразователем , закрепленным в центре боковой граич призмы на фиг. 2 - то же, с преобразо вателем., установленным в вершине призмы: на фиг. 3 и 4 - варианты выполнени  уст ройства при возбуждешга его несколькими преобразовател ми; на фиг. 5 схема, иллюстрирующа  смещение частиц на поверх- ности призмы при длине стороны его осно« вани  равной длине поперечной волны, на фиг. 6 - устройство с волноводной системой , форма которой образована мультиплинацией элементарной  чейки в виде тригч нальной призмы; на фиг. 7 - устройство, показанное на фиг. 6, оснащенное несколь- кими инструментами.

Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, прикрепленный к правильной тригоналъной призма 2, и инструмент 3.

Электроакустический преобразователь 1 прикрепл етс  к призме 2 в центре ее боковой грани (фиг. 1) или в верщине призмы (фиг. 2). Направление излучаемых преобразователем продольных колебадшй параллельно вьюотэ основани  призмы. Обрабатывающий инструмент 3 закрепл етс  перпендику-, л рно плоскости основани  призмы в его ценч тре.

Электроакустический преобразователь 1 и инструмент 3 соедин ютс  с призмой 2 известными способами - с помощью .пайки, сварки, склеивани , а также резьбовых и конических соединений, ..

Высота d длина стороны основани  призмы св зываютс  кратными соотнощени ми с длинами продольной m-i6o поперечной полу- вОл&.. Д,гщна сторонь основани  выбираетс  равнЬй jl-,- или где /- - дгшна поперечной волны. В первом случае устройство наиболее пригодно дл  получени  продольных колебаний на инструменте и бегущей BOJ.Hbi на гран х призмы, на оснащенной И№ струментом (направление векторов скорости в различных местах призмы указано стрелками на фиг. s), во втором - дл  возбуждени  поперечных колебаний с вращением волны на инструменте в одном направлении с периодом оборота, равным периоду воз- булодаемых колебаний. В обоих случа х толг щина призмы принимаетс  меньшей .й,Длина инструмента и габариты электро-, акустттческнх преобразователей рассчитываютс  по известным соотнощени м с уче« том скорости продольной и поперечной волн дл  их материалов.

В предлагаемом устройстве призма быть совмещена с рабочим инструментом . При необходимости устройство возбуждаетс  несколькими преобразовател ми, устанавливаемыми в центрах боковых граней и в вершинах призмы (фиг. 3 и 4).

С использованием формы волноводной

системы в виде призмы .путем мультипликации последней в плоскости основани  могут быть образованы волноводные системы, имеющие форму ромбических, гексагональных и других призм (фиг. б), выполненные из сплошного материала, причем выбор размеров последних основываетс  исход  из размеров тригональной призмы дл  первой моды колебаний, котора  в данном случае

рассматриваетс  как- элементарна   чейка. Они могут примен тьс  непосредственно в качестве рабочего инструмента (например , в виде притирочных плит и т.д.)., а также снабжатьс  несколькими параллельными между собой инструментами, устанавливаемыми в центры оснований элементарных  чеек (фиг. 7/.Использование волноводных систем в форме тригональной призмы повыщает добротность устройства в 7-10 раз в сравне1гии с волноводными системами стержневой формы.

Claims (7)

1.Устройство дл  ультразвуковой обработки , содержащее электроакустический преобразователь , соединенный с волноводной

системой, и инструмент, отличающеес  тем, что, с цепью повышени  добротности волноводной системы последн   выполнена в виде .тригональйрй, призмы с размерами основани  и высоты.,, кратны-

ми йлине полуволны-войбуждабмых в ней колебаний... . ;

2.Устройство , отличающеес  тем, что длина стороны основани  призмы кратна длине попереч1юй полу- волны возбуждаемых колебаний.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что высота призмы кратна длине продольной полуволны возбуждаемых колебаний.

4.Устройство по шг. 1-3, отличающеес  тем, что электроакустический преобразователь присоединен к центру боковой грани призмы.

5.Устройство по пп. 1-3, отличающеес  тем, что электроакустический преобразователь присоединен к вершине призмы.

6.Устройство по пл. 1-3, отличающеес  тем, что инструмент

присоединен в центре основани  призмы перпендикул5фно последней.

7. Устройство по пп. 1-6, отличающеес  тем, что волноводна  система образована мультиплккадией тригональной призмы в плоскости ее основани .

Фа г. 2

Фаг.

Фиг.5

Фиа.6