Установка для обработки металлов поверхностным пластическим деформированием с применением ультразвука

ЕНИ ЗВУКА,Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ ОПИСАНИЕ ИЭОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Л.И.Брежнева(54)(57)УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕ-. ТАЛЛОВ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАсодержащая магнитострикционный преобразователь, акустическийволновод с каналами для подвода СОЖ,соединенный с мембраной-распылителем,и рабочий инструмент, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повйшения качества обрабатываемой поверхности, мембрана-распылитель выполнена в виде тонкостенного конуса споловиной угла конуса при вершине20-30 ф, а длина образующей и расстояние от торца волновода до места соединения его с конусом равны четвертидлины ультразвуковой волны, приэтом часть каналов для подвода СОЖвыполнена с выходом в полость, обра.зованную оковой поверхностью волновода и конусом.11Изобретение относится к обработке металлов поверхностным пластическим деформированием и может быть использовано в машиностроении при чистовой обработке деталей.Цель изобретения - повышение качества обрабатываемой поверхности.На фиг.1 изображена установка для обработки металлов поверхностным пластическим деформироваиием с применением ультразвука, общий вид; на фиг.2 - разрезная конусная втулка для крепления инструмента.Установка состоит из магнитострикционного преобразователя 1, волновода 2 е каналами 3 для подвода СОЖ, сочлененного с мембраной-распылителем 4, внутренняя поверхность 5 которой вместе с наружной поверхностью 6 волновода образуют полость 7., алмазного инструмента 8, крепящегося в волноводе разрезной конусной втулкой 9 и взаимодействующего с обрабатываемой деталью 10.Установка работает следующим образом.Рабочий инструмент 8 с помощью разрезной конической втулки 9 устанавливается в волноводе 2 и прижимается к поверхности обрабатываемой детали 10 через тарированную пружину. Усилие прижатия обеспечивает требуемый акустический контакт и хорошую передачу колебаний от магнитострикционного преобразователя 1 инструменту 8. Смазка под давлением подается через каналы 3 в полость 7. При работе магнитострикционного преобразователя 1 распыление СОЖ осуществляется как минимум в двух стадиях: первично - в каналах 3 для подвода СОЖ и при выходе в полость 7 на наружной поверхности 6 волновода 2; вторично - в полости 7 на наружной 6 и внутренней 5 поверхностях, в результате чего СОЖ измельчается в туман, который фокусиру ется в зону взаимодействия инструмен та 8 с обрабатываемой деталью 10.Получение тумана улучшает условия смазки, а фокусировка (при тех же условиях смазки ) уменьшает расход 1 96239СОЖ. Большая эффективность смазочного действия распыленных жидкостейсвязана с возможностью проникновения кислорода воздуха в зону обработки и интенсивной иониэациейвнешней среды.Геометрические размеры конусамембраны 4 и расстояние от местасочленения его с волноводом 2 до 1 О торца последнего выбраны иэ следующих соображений: выполнение конусамембраны с углами полураствора более 30 приводит к возникновениюдополнительных иэгибных и поперечных 15 колебаний, вызывающих значительноерассеивание акустической энергии(т.е.максимальный диаметр мембраныраспылителя становится сравнимым сполудлиной волны поперечных и изгиб О ных колебаний); выполнение конусамембраны с углами полураствора менее20 нецелесообразно из-за нарушенияфокусировки устройства, что ведетк увеличению размытости пятна СОЖ 25 (т.е,ухудшаются условия смазки иохлаждения инструмента и, как следствие, ухудшается качество поверхности обрабатываемой детали).Четвертьволновые длины образую- ЗО щей конуса-мембраны и расстояниесочленения его с волноводом от торца последнего выбраны иэ условийуменьшения рассеивания акустическойэнергии, чем обеспечивается работаустройства в резонансе.35П р и м е р. Обрабатываются оправки станов холодной прокатки труб сисходной микротвердостью поверхности600 кг/см и чистотой поверхности98 (восьмой класс). Оправки обрабатываются алмазными выглаживателями.Частота колебаний 18,3 кГц, амплитуда колебаний 10 мкм. Усилие прижатияинструмента 6 кг.В результате обработки микротвердость поверхности увеличивается на20-253 и составляет 780-800 кг/мм2для нехромированных поверхностей и1100-1150 кг/мм - для хромированных.Чистота поверхности оправок улучшается на 2 класса, что позволяетисключить одну операцию (полировку).1196239Составитель М.Ласточкина Редактор А.Сабо Текред А,Бойко корректор,А.ОбручариЮаеаЬ Заказ 7515/16 Тираи 768. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий .113035, Москва, ЖРауискаа наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная, 4