Устройство для волочения металла через две волоки с воздействием ультразвуковыми колебаниями

ЕТСН ИХ ГОС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСН ЛфВ та ь СС СС ЯЙ- одвоАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Витебское отделение Институфизики твердого тела и полупровников АН Белорусской ССР.звук и пластичность. Минск, фНи техникафф, 1976, с. 227.2. Авторское свидетельство СР 668732, кл. В 21 С 3/00, 19783. Авторское свидетельство СМ 417209, кл. В 21 С 1/04, 1972(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНМЕТАЛЛА ЧЕРЕЗ ДВЕ ВОЛОКИ С ВОЗДЕСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ КОЛЕБАНИвключающее источник и средства да продольных ультразвуковых колебаний к первой волоке, размещеннойв пучности смещений ультразвуковойволны, источник и средства подводапродольных ультразвуковых колебанийк второй волоке, ось которой перпендикулярна оси источника подвода коле"баний, о т ли ч а ю щ е е с я тем,что, с целью снижения усилия волочения, оно дополнительно содержитзадающий генератор электрическихколебаний и фаэовращатель выход которого соединен с одним из источников ультразвуковых колебаний,а вход -с выходом задающего генератора, второй выход которого соединен с другим источником ультразвуковых колеба-Ений, а вторая волока выполнена разьемной в плоскости пучности смещенийпродольной ультразвуковой волны..1014621 Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть ис- пользовано для получения изделий волочением с применением ультразвуковыхколебаний.Известно устройство для волочения металла с применением ультразвуковых колебаний через две волоки, включающее источник и средство подвода продольных ультразвуковых колебаний к первой волоке, размещенной в пучности смещений ультразвуковой волны, источник и средство подвода радиальных колебаний к второй волоке, закрепленной в узле смещений ультразвуковой волны 1 . 15Расположение волок на расстоянии, кратном половине длины продольной ультразвуковой волны, приводит к большим отходам металла в процессе заострения концов заготовок для заправ-рО ки их в волоки.Известно устройство 2 , в кото/ром первая волока расположена в пучности смещений продольной ультразвуковой волны, а вторая - в пучности 5 радиальных смещений стоячей ультразвуовой волны на расстоянии от первой, пределяемом из соотношения где А - амплитуда продольных ультразвуковых смещений;Е - модуль Юнга для протягиваемого металла;6 - напряжение, возникающее вАпротягиваемом металле в результате продольных ультразвуковых колебаний первой 40волоки.Однако при значительных единичныхобжатиях в первой волоке закрепление второй волоки в пучности радиальных смещений не обеспечивает надежного 4 защемления протягиваемого металла в момент, когда волока, помещенная в пучности продольных смещений, движется против хода волоченияЭто Снижает эффективность использования энергии ультразвуковых колебаний и 50 приводит к увеличению усилия волочения. Кроме того, расположение волоки в пучности радиальных смещений не позволяет протягивать металл через нее с большими единичными обжатиями. 55Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и. достигаемому результату является устройство для волочения через две волоки, расположенные на расстоянии друг от дру-бо га, кратном половине продольной ультразвуковой волны. К одной волоке под.водятся продольные колебания, а к второй - поперечные колебанйя относительно напРавления протягивания металла, Обе волоки жестко закреплены в узловых точках 3 .Однако эффективность использования энергии ультразвука при такой схеме подвода невысокая, что приводит к увеличению усилия волочения и невоз- можности протягивать металл с большими единичными обжатиями.Цель изобретения - снижение усилия волочения.Поставленная цель достигается тем; что устройство для волочения металла через две волоки с применением ультразвуковых колебаний, включающее источник и средства подвода продольных ультразвуковых колебаний к первой волоке, размещенной в пучности смещений ультразвуковой волны, источник и средства подвода продольных ультразвуковых колебаний к второй волоке, ось которой перпендикулярна оси источника повода колебаний, дополнительно содержит задающий генератор электрических колебаний и фазовращатель, выход которогр соединен с одним из источников ультразвуковых колебаний, а вход - с выходом задающего генератора, второй выход которого соединен с другим источником ультразвуковых колебаний, а вторая волока выполнена разъемной в плоскости пучности смещений продольной ультразвуковой волны. На чертеже изображена схема предлагаемого устройстваУстройство содержит задающий генератор 1 электрических колебаний,фазовращатель 2, два источника продольных ультразвуковых колебаний,состоящих из усилителей 3 электрических колебаний и магнитострикционных преобразователей 4 с присоединенными к ним волноводами 5, в пучностисмещений первого из нихзакрепленаволока б, а вторая волока выполненаразъемной, состоящей из половинок7 и 8, причем верхней полуволокойможет служить торец волновода, Рас-стояние между волоками установленов соответствии с выражением (1.Устройство работает следующимобразом,Электрические колебания с задающего генератора 1 подаются на одиниз магнитострикционных преобразователей 4. Одновременно на вход другого источника ультразвуковых колебаний подается сигнал, сдвинутыйпо фазе на 180. Сдвиг по фазе осуществляется фазовращателем 2, в результате в волноводах 5 возникаютмеханические колебания ультразвуковой частоты противоположной фазы.Это значит, что когда в одном изволноводов в узловой точке наблюдается механическое сжатие, то в другом волноводе.в это время в соответствукщей узловой точке происходитЗаказ 3079/8 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 механическое растяжение. В момент начала движения волоки б против хода волочения (направление волочення указано стрелкой) торец волновода 5 начинает двигаться вниз, деформируя протягиваемый металл и осуществляя в процессе деформации его надежное закрепление. В это время волока б, двигаясь против хода волочения, за счет только энергии ультразвука продеформирует металл на участке, равном амплитуде ее продольных смещений А. Деформация в обеих волоках происходиттолько за счет энергии ультразвука без приложения текущего усилия. В .следующий момент времени волока б будет двигаться в направлении волочения, а торец волновода 5 - вверх. В результате наличия сил трения между металлом и волокой б последняя, двигаясь в направлении волочения, будет способствовать подаче металла в разъемную волоку, в которой в это время происходит увеличение диаметра.В результате подача металла в очаг деформации может происходить и без приложения внешнего усилия. Скорость, с которой возможен процесс деформации беэ приложения-внешнего усилия, равнаб п 4 где Ф - частота ультразвуковых колебаний;А - амплитуда продольных ультразвуковых смещений.Описанный механизм действует на 5 протяжении всего времени волочения,что позволяет наиболее полно использовать энергию ультразвуковых колебаний. Так, волочение мягких металлов,(алюминий, свинец, олово) с единич ным обжатием до 70-80 в разъемнойволоке и до 20-30 в волоке, закрепленной в пучности продольных смеще-.ний, происходит практически при ну- .левом усилии волочения для скоростейволочения 0,2-0,25 м/с. Амплитудапродольных колебаний волноводовсоставляет при этом 12-15 мкм причастоте ультразвуковых колебаний22 кГцТаким образом, предлагаемое устройство позволяет наиболее эффектив, но использовать энергию ультразвукаи тем самым снизить усилие волочения и осуществлять обработку мягкихметаллов беэ приложения внешних усилий. Степень деформации за переходзначительно увеличивается и составляет для разъемной волоки 70-80, адля волоки, закрепленной в пучностипродольных смещений, 20-30, что Э примерно в два раза выше по сравнениюс,известными устройствами.