Инструмент для ультразвуковой обработки твердых материалов

(51) М Кл з В 23 К 20/1 ОЮ А 61 В 17/32 оединением заявки Гееударственнмй кемитет СССРбл икова но 30.12,82 юллетеньв делам изебретеи и еткрмтийДата опубл ания описания 05.01.8 2) Авторы изобретен Н. Г. Титйвец . горьев, В. Г. Крюч и И, П. Янович елорусский научно-исследовательский травматологии и ортопедии 1) Заявитель Я УЛЬТРАЗВУКОВ 1 Х МАТЕ РИАЛОВ 4) ИНСТРУМЕНТ ОБРАБОТКИ ТВЕ стоты ем, что аботки в виде с рабос внуты угловысота ны волв инснова румен емый инотки твермплитудизобретения - ткй за счет сн Изобретение относится к обработке материалов с наложением ультразвуковых колебаний и может найти применение в сварочном производстве при сборке полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также в медицине для резки костных тканей.Известен инструмент для ультразвуковой обработки твердых материалов, имеющийбочкообразную форму 111Такая форма инструмента является сложной в изготовлении и не может быть использована в процессах ультразвуковой прошивки с самомодуляцией частоты колебаний.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является инструмент для ультразвуковой обработки твердых материалов, выполненный в виде полого стержня резонансной длины с рабочим торцом 12.Недостатком известного инструмента является отсутствие возможности самомодуляции частоты колебаний в резонансном режиме на рабочем торце, обусловливающее снижение усилий резания и качества обработки.Цель повышение качества обрабо ижения усилий резания и возможности самомодуляции.чколебаний в резонансном режимЕПоставленная цель достигается тв инструменте для ультразвуковой обртвердых материалов, выполненномполого стержня резонансной длинычим торцом, на последнем поочередноренней и наружной стороны выполневые срезы с образованием зубьев,которых соответствует изменению длины колебаний, распространяющихсяструменте в процессе обработки, ание зубьев равно толщине стенки инста. На фиг. 1 изображен предлага5 струмент для ультразвуковой обрабдых материалов; на фиг. 2 - его ано-частотные характеристики.Инструмент 1, выполненный в виде полого стержня резонансной длины, на рабочем торце 2 имеет угловые срезы с образованием зубьев 3. Последние выполнены поочередно с внутренней и наружной стороны инструмента .1. Высота зубьев соответствует изменению длины волны колебаний, распространяющихся в инструменте в про984770 цг фи Составительо Техред И. ВерТираж 153ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен113035, Москва, Ж - 35,лиал ППП Патент, г. У Храпунова Крректор Г. РедписиоеСССРийд. 4/5роектная, 4 тни го комитета ий и открыт аушская набжгород, ул. П цессе обработки, а основание зубьев равнотолшине стенки инструмента.При этом длине инструмента, проходяшей через токовую поверхность инструментаи поверхность среза, соответствует 1 адлине инструмента, проходящей по боковойповерхности до вершины зуба, - частота 1 а.Эти частоты в процессе обработки являютсяпредельными, Участкам рабочего торца,резонирующим на частоте 1, соответствуетамплитуда А 1, а на частоте 1 г - амплитуда 1 оАг.Инструмент работает следующим образом,Ультразвуковые колебания распространяются по наружной и внутренней поверхностям полого стержня инструмента 1. С из 5менением условий на границе рабочий торец - изделие в заранее заданных пределах изменяется и частота колебаний. Приэтом с увеличением пятна контакта торца 2инструмента с обрабатываемым материалом 20всегда найдется длина в инструменте, которая будет работать в резонансном режиме,Это снижает усилие резания и создает автономию, т. е. самомодуляцию амплитудыколебаний на рабочем торце в процессе обработки.25 Сроме того, при обработке материалов в и 11 струменте работает половина режущего контура как с внутренней, так и с наружной его стороны. Это также снижает первоначальное усилие резания, что особенно важно при вырубке тонких материалов, например костных тканей или пластмасс.Изобретение позволяет повысить качество обработки за счет снижения усилий резания и возможности самомодуляции частоты колебаний в резонансном режиме, что в конечном итоге приведет к повышению производительности труда в производстве, а в медицине - к снижению сроков нахождения больных в послеоперационном периоде. Формула изобретенияИнструмент для ультразвуковой обработки твердых материалов, выполненный в виде полого стержня резонансной длины с рабочим торцом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки за счет снижения усилий резания и возможности самомодуляции частоты колебаний в резонансном режиме, на рабочем торце поочередно с внутренней и наружной стороны выполнены угловые срезы с образованием зубьев, высота которых соответствует изменению длины волны колебаний, распространяюшихся в инструменте в процессе обработки, а основание зубьев равно толщине стенки инструмента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР575189, кл. В 23 К 20/10, 1967.2. Волосатов В. А. Ультразвуковая обработка. Лениздат, 1973, с. 96.