Устройство для ультразвуковой обработки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801222464 5)4 В 23 К 20/10 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪПИЙ ЗОБРЕТЕ ЕЛЬСТВУцелью рас озможносте стаканом, уста и подпружиненн центратора, ко стержня с соос нем телами вра с возможностью А. Курдин относительно к лнен в видиными на торыи вып но размещ щения, ус регулиро стержня, ер полере ла вращен льному за во СССР О, 1982. ЬТРАЗВУКО преобраинструмент тем, что,ановленнымиания их перери этом макещения вдол имальныи ра ого сеч изменяетс ого экспоненц ону. ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ((54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВОЙ ОБРАБОТКИ, содержащеезователь, концентратор Иотличающееся ния технологическихстройство снабженоовленным на волново15 25 1 1222Йзобретение относится к области сварки и может найти применение в машиностроении, приборостроении и медицине.Целью изобретения является расширение технологических возможнос 5 тей устройства.Поставленная цель достигается путем расширения частотного спектра ультразвуковых колебаний за счет возбуждения помимо основной частоты более низкой частоты.При расположении ряда тел вращения на направляющей (стержне) с возможностью их осевого перемещения импульс энергии от колеблющегося с" резонансной частотой волновода передается первому телу, которое упругим ударом передает импульс второму телу и т.д. вплоть до рабочего инструмента. Каждое тело вращения20 характеризуется собственной резонансной частотой, соответствующей его размерам и массе. Поскольку в конструкцию концентратора входит набор тел вращения различной массы, находящихся в,сложном колебательном воздействии, то на основную частоту накладываются колебания широкого спектра частот. Таким образом, происходит сложное колебательное движение тел вращения, включающее их попарное взаимодействие, колебание каждого тела со своей резонансной частотой и колебание направляющей с частотой вынуждающей силы 35 ультразвукового генератора.При достаточно плотном контакте между телами вращения частота колебаний конца концентратора близка :к частоте преобразователя. По мере 4 О увеличения зазора спектр колебаний составного концентратора расширяется, При этом расширение спектра колебаний происходит преимущественно в область более высоких частот относи тельно частоты преобразователя. Это связано с небольшим сдвигом фаз во взаимодействии между телами за счет малой величины запаздывания при их соударениях. По мере уменьшения уси лия сжатия тел вращения они получают большую степень свободы и спектр колебаний начинает расширяться как в высокочастотную, так и в низкочастотную области, Варьируя усилием 55 сжатия, можно получить шумовой спектр ультразвуковых колебаний или спектр с доминированием одной нэ частот любой его области. Это позволяечиспользовать устройство в совокупности с одним стандартным ультразвуковым генератором в качестве преобразователя частоты для решения различных технологических задач.На фиг. 1 показано устройствос концентратором в виде усеченныхконусов; на фиг. 2 - то же, с концентратором в виде набора шаров.Устройство содержит магнитострикционный преобразователь 1, полновод2, оканчивающийся стержнем 3. Настержень 3 нанизываются тела 4 вращения и инструмент 5, которые поджимаются к волноводу 2 с помощьюпружины 6, стакана 7 и шайбы 8.Стакан 7 с помощью резьбовогосоединения крепится на вставке 9,закрепленной в узле колебаний волновода 2,Устройство работает следующимобразом.Высокочастотные электрическиеколебания преобразовываются магнитострикционным преобразователем 1 ичерез волновод 2 передаются стержню3 и телам 4 вращения. На стержне 3размещается сменный рабочий инструмент 5, который совершает сложныеколебания. Причем степень и характер трансформации энергии и частотыколебаний определяется формой телвращения, их массой, количеством истепенью поджатия, которые обеспечиваются пружиной 6 путем навинчиваниястакана 7 на вставку 8 и упоромпружины в шайбу 9.П р и м е р. В качестве источника ультразвуковых колебаний используют генератор УЗДНмощностью400 Вт с частотой 22 кГц.Волновод 2 изготавливают из стали45 с резонансной длиной 118 мм. Концентратор выполняют из набора телвращения в виде усеченных конусов вколичестве 5 шт., нанизанных настержень диаметром 4 мм. Поджатиетел вращения и инструмента производится тарельчатой пружиной из стали ХВГи регулируется с помощью стаканаиз стали 36 НХТЮ,Работоспособность устройства оценивается при резке поликоровых платтолщиной 1 мм при длине реза 50 мм.Регистрация амплитуды смещения и частоты колебаний инструмента осуществляется с помощью пьезоэлектрического датчика, приклеенного на инстру-., 1001дарственного комите изобретений и откр ква, Ж, Раушская Заказ 1649 Тир НИИПИ Гос по дела 13035, МоСССРийаб., д. 4/5 Патент", г. ужгород, ул. тн менте. Сигнал с датчика подают на милливольтметр ВЗи анализатор спектра СК-58 для измерения амплитуды и спектрального состава колебаний. Наряду с основной частотой возникают колебания от 1до 300 кгц.Производительность обработки плат возрастает на 18-233.Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключается в следующем.В устройстве простой конструкции одновременно с усилением (увеличением) амплитуды колебаний происходит ,преобразование частоты в широком спектре. Это позволяет эффективно использовать устройство, кроме размерной обработки, в таких технологических процессах, как пайка,очистка и т.д.Повышаются производительностьразмерной обработки, качество пайкиизделий с протяженными швами, очистки изделий с разнородными .загрязнениями и т д1 О Конструктивно просто решаетсяперестройка частоты колебаний в широком диапазоне, что позволяет эффективно обрабатывать изделия широкой номенклатуры.Существенно расширяется сфератехнологического применения устройства.