SU937118A1

SU937118A1 - Apparatus for ultrasonic machining

Info

Publication number: SU937118A1
Application number: SU803213724A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Григорьев; Владимир Григорьевич Крючок; Иван Петрович Янович
Original assignee: Белорусский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1982-06-23

Description

Изобретение относитс к обработке материалов и может найти применение При ультразвуковой сварке, пайке, прошивке, а также в медицине , например, дл сварки костных тканей.The invention relates to the processing of materials and can be used in ultrasonic welding, soldering, piercing, as well as in medicine, for example, for welding bone tissue.

Известно устройство дл ультразвуковой обработки, содержащее волновод , закреплённый в нем инструмент , на нерабочем торце которого установлен стабилизатор амплитуды колебаний, выполненный в виде гёрмет ичной полости, заполненной жидкостью t.A device for ultrasonic processing is known, which contains a waveguide, an instrument fixed in it, on the out-of-operation end of which an oscillation amplitude stabilizer is installed, made in the form of a germetric cavity filled with liquid t.

Недостатком известного устройства вл етс то, что использование жидкости в инструменте приводит к возникновению кавитации, снижающей качество обработки материалов.A disadvantage of the known device is that the use of fluid in the tool leads to the appearance of cavitation, which reduces the quality of material processing.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, содержащее волновод , закрепленный в волноводе инструмент, трансформатор колебаний , установленный на нерабочем торце инструмента 2.Closest to the invention is a device comprising a wave guide, a tool mounted in a wave guide, an oscillation transformer mounted on the non-working end of the tool 2.

Недостатком устройства вл етс низкое качество обработки, что определ етс отсутствием автсвлАтического стабилизатора амплитуды колебаний инструмента.The disadvantage of the device is the low quality of processing, which is determined by the lack of an automatic stabilizer of the amplitude of tool oscillations.

Цель изобретени - повышение качества обработки материалов.The purpose of the invention is to improve the quality of material processing.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве,содержащем волновод, закрепленный в волноводе инструмент,, трансформатор колебаний, установленный на нерабочем торце инструмента, трансформатор коле- баний выполнен в виде замкнутой уп10 ругой полости с пневматическим регул тором давлени . Замкнута упруга полость выполнена в -виде шара с ддтаной диаметральной окружности,, кратной длине волны колебаний, рас15 простран ющихс в инструменте.The goal is achieved by the fact that in a device containing a waveguide, an oscillating instrument mounted in a waveguide, an oscillation transformer mounted on the non-working end of the instrument, the oscillation transformer is designed as a closed elastic cavity with a pneumatic pressure regulator. A closed elastic cavity is made in the form of a ball with a diameter of a circumferential circle, a multiple of the wavelength of the oscillations spreading in the tool.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство состоит из стержн 1 и трансформатора 2 колебаний, ус20 тановленном на нерабочем торце 3. Трансформатор колебаний выполнен в виде замкнутой упругой полости, соединенной с пневматическим регул тором 4 давлени через шланг5, зам25 кнута полость выполнена в виде шара с длиной диаметральной окружности , кратной длине X волны колебаний , распростран ющихс в инструменте . Стержень 1 установлен в волноводе б.The device consists of a rod 1 and a transformer 2 oscillations installed at the non-working end 3. The oscillation transformer is made in the form of a closed elastic cavity connected to the pneumatic pressure regulator 4 through hose 5, the cavity of the whip is made in the form of a ball with a length of a diametral circle multiple of X waves of vibrations propagating in the tool. Rod 1 is installed in waveguide b.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Ультразвуковые колебани от преобразовател (не показан) передаютс через волновод б на стержень 1 и возбуждаютс в нем и трансформаторе 2 колебаний. Путем изменени давлени в замкнутой шаровой упругой полости, заполненной, например, воздухом, достигаетс изменение длины волны, частоты, амплитуды колебаний инструмента. При этом отсутствие деталей механизма изменени напр женно-деформированного состо ни трансформатора колебаний повншае надежность функционировани инструмента и не выбывает дополнительны паразитных колебаний, снижакйдих эффективность работы инструмента. При изменении условий в очаге обработки путем бесконтактного изменени давлени в шаровой полости в инструменте происходит изменение его акустических эксплуатационных характеритик . Такое изменение характеристик (изменение давлени в полости) осуществл етс по заданной программе, либо происходит путем резкого спада или нарастани давлени , т.е. пневмоударом . Этот прием обеспечит также расширение технологических возможностей выбора режимов обработки за счет создани в материале инструмента собственных затухающих свободных колебаний. При -этом конструкци инструмента обеспечивает возможность наложени колебаний ультразвуковой частоты и затухающих низкочастотных колебаний, что особенно важно при ультразвуковой сварке.Ultrasonic oscillations from a transducer (not shown) are transmitted through waveguide b to rod 1 and are excited in it and the transformer 2 oscillations. By changing the pressure in a closed ball elastic cavity filled with, for example, air, a change in the wavelength, frequency, and amplitude of the tool oscillations is achieved. At the same time, the absence of details of the mechanism for changing the stress-strain state of an oscillation transformer is more reliable in the operation of the tool and does not eliminate additional parasitic oscillations, reducing the efficiency of the tool. When the conditions in the machining center change by a contactless change in pressure in the ball cavity in the instrument, its acoustic performance characteristics change. Such a change in characteristics (change in pressure in the cavity) is carried out according to a predetermined program, or occurs by a sharp drop or increase in pressure, i.e. pneumatic impact This technique will also provide an increase in the technological possibilities of the choice of processing modes by creating in our instrument material its own damped free oscillations. With this design of the tool, it is possible to superimpose oscillations of ultrasonic frequency and damped low-frequency oscillations, which is especially important for ultrasonic welding.

При изменении давлени в шаровой упругой полости происходит изменение напр женно-дефорглированного состо ни ее материала, что измен етWhen the pressure in the spherical elastic cavity changes, the stress-strain-gap state of its material changes, which changes

акустические характеристики материала инструмента. Бесконтактное изменение напр женно-деформированного состо ни материала инструментов расшир ет возможности управлени вводомacoustic characteristics of the material of the instrument. The non-contact change in stress-strain state of the tool material expands the control input possibilities.

колебаний в очаг обработки.fluctuations in the center of processing.

Изобретение позвол ет акустически увеличивать или уменьшать длину инструмента. Внедрение изобретени позволит повысить качество изделий, снизить усилие обработки и расширить технологические возможности выбора режимов ультразвукового воздействи в очаге деформации .The invention allows acoustically increasing or decreasing the length of the instrument. The implementation of the invention will improve the quality of the products, reduce the processing force and expand the technological capabilities of the choice of ultrasonic exposure modes in the deformation zone.

Claims

1. Device for ultrasonic treatment, containing a waveguide, an instrument attached thereto, an oscillation transformer mounted on an inoperative end of an instrument, characterized in that, in order to improve the quality of material processing, the oscillation transformer is designed as a closed elastic cavity with pneumatic control torus pressure.

2. A device according to claim 1, characterized in that the elastic cavity is made in the form of a ball with a diameter of a circle that is a multiple of the wavelength of the oscillations propagating in the tool.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate according to application 2945152 / 25-27,

0 cl. At 23 K 20/10, 1980.

2. Authors certificate of the USSR 622605, cl. On 23 K 19/04, 1976 (prototype).