Способ обработки изделий

О П И С А Н И Е нбтв 422ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт, свнд-вуЗаявлено 11.02,77 (21) 2451689/2 М, Кл З 1/О присоединением заявкиосударстаениый комит Совета Министров ССС оо делам изобретенийи открытий риоритет(088,8) 43) Опубликовано 05.08.78.Бюллетень2 45) Дата опубликования отисания 2 З.06 е 7 иВ.А В. С, Б вторы зобретениКрасноярский ордена Трудового Красного Знаменинститут цветных металлов им. М. И. Калинина 1) Заявитель(54 СПО И ИЗДЕЛИИ БР Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при собственно ультразвуковой обработке, а также при термической и химико-термиЧеской обработке с ультразвуком,Известны способы обработки изделий ультразвуком при отрицательных, комнатной и повышенных температурах, использующих возбуждение ультразвуковых ко лебаний в изделиях, как продольных, поперечных, так и изгибных 111. Широкое использование ультразвуковой обработки в промышленности применительно к процессам термической, химико-термической 15 обработки и других связано с трудностями обеспечения равномерности обработки по длине изделия в связи с волновым характером распространения ультразвуковых колебаний в материальной среде. 20Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ультразвуковой обработки деталей 2 , который включает жесткое крепление одного конца де- . тали к излучателю в пучности смешения 23 ультразвуковых колебаний и погружениедругого ее конца в процессе обработки вжидкость с акустическим сопротивлением,близким к акустическому сопротивлениюматериала детали. Этот способ частичнорешает проблему повышения равномерности ультразвуковой обработки путем создания в обрабатываемом изделии бегущейволны взамен стоячей,Однако известный способ обработкиимеет ряд существенных недостатков. Вопервых, обработка в режиме бегущей волны вместо стоячей сопровождается большими потерями энергии ультразвуковыхколебаний в окружающую среду, что уменьшает эффективность обработки. Во-вторых,необходимость жесткого крепления изделия к излучателю увеличивает трудоемкость обработки, а в некоторых случаяхимеет место полная невозможность практического осуществления такого крепления, В-третьих, требование погружениясвободного конца обрабатываемого изделия в жидкость с акустическими пврамечсрами, близкими к акустическим параметрам обрабатываемого материала, во многих случаях (особенно при низкотемпературной и высокотемпературной обработке) трудно выполнимо, а иногда оказывается невыполнимым вообще в связи с отсутствием известных жидких сред с необходимыми параметрами.Целью настоящего изобретения является получение более равномерного распределения механических и физическихсвойств по длине обрабатываемого изделия после ультразвуковой обработки, повышение качества и эффективности обработки.Для этого предлагается способ, по ко торому обработку изделия ультразвуком проводят в режиме стоячей волны в два приема, первый иэ которых осуществляют по известной схеме с возбуждением колебаний в пучности смешения ультразвуко вой волны, распространявшейся в изделии, а второй лополнйтельно осуществляют в ,точке, отстоящей от точки первичной обработки на расстояние, равное нечетному числу. четвертей длины ультразвуковой 25 волны, распространякнцейся в изделии, на. пример, на расстоянии 1/4 или 3/4, или 5/4.длины волны и т. д. При этом проис ходит смена мест пучности напряжений на пучность смешения, и наоборот. Это обес-ЗО печивает более равномерную обработку изделий по длине.Дальнейшее увеличение равномерност обработки достигается тем, что возбуждение ультразвуковых колебаний проводя З 5 при непрерывном относительном перемещении изделия и излучателя вдоль оси иэделия на расстояние, равное 1/4 длины волны ультразвуковых колебаний, распространяющихся в изделии. ЩСпособ может быть осуществлен с ис- пользованием вводимых в обрабатываемое изделие изгибных ультразвуковых колебаний, Для этого иэделие устанавливают, к колеблющемуся торцу излучателя перпен: 45 дикулярно к его продольной; оси и крепят к излучателю подвижным подпружиненным ,стержневым обратным волноводом полуволновой длины с четвертьволновым креплением, После первого цикла обработки ульО траэвуком в пучности иэгибной ультразвуковой волны, распространяющейся 8 изделии, его перемещают вдоль оси на расстояние, равное 1/4 ипи 3/4, или 5/4 длины волны и т. двновь закрепляют по той же схеме и обрабатывают ультразву комеВозбуждение ультразвуковых колебании,".в изделии при непрерывном относительной 40 перемещении иэделия и излучателя с целью дальнейшего увеличения равномерности обработки предусматривает однократное полусвободное крепление иэделии к излучателю, например, при помощи обратного полуволнового волновода, обеспечивающее относительную .подвижность изделия относительно излучателя не менее, чем в одном направлении, позволяющее осуществлять относительное перемещение иэделия и излучателя вдоль оси изделия на расстояние, равное 1/4 длины распространяющейся в изделии ультразвуковой волны,Использование предлагаемого способаобработки изделий ультразвуком обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известным способом; возможность.достижения равномерной обработки иэделияпо его длине при условии сохранения режима стоячей волны, что уменьшает потери энергии ультразвука на рассеиваниево внешнюю среду, увеличивает эффективность обработки, дает возможность испвльзовать более простые и универсальныеэлементы крепления изделий к излучателю,позволяет исключить необходимость использования жидких сред, имеющих акустическое сопротивление, близкое к акустическому сопротивлению обрабатываемо,го изделия,Опытная проверка показала, что применение предлагаемого способа позволилоуменьшить величину отклонений твердостиащоминия, обработанного ультразвуком, отсредних значений в 1,5-2,0 раза.формула изо 6 ре тен ияХ, Способ обработки изделий, включа,ющий крепление изделия к излучателю и возбуждение колебаний в изделии в точке, соответствующей пучности смещения ультразвуковой волны, распространяющейся в изделии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения равномерного распределения механических и физических свойств по длине изделия, ультразвуковые колебания дополнительно вобуждают в точ ке изделия, отстоящей вдоль оси изделия ; от точки первичной обработки на рассто-яние, равное нечетному числу четверти,ф длины ультразвуковой волны, распростра- няющейся в изделии.2. Способ по п. 1, о т л и ч а щ ийс я тем, что возбуждение ультразвуковых колебаний в иэделии проводят при непрерывном относительном перемещении иэде лия и излучателя вдоль оси изделия нарасстояние, равное 1/4 длины волны, распространяюшейся в нем.Источники ннформапии, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССРМ 273244, С 21 1) 7/14, 1968. 2, Авторское свидетельство СССРМо 129217, С 21 3 Э 1/04 1960.Составитель А. ТюринРедактор Е, Братчикова Техред И, Климко Корректор И. ГоксичЗаказ 4213/23 Тираж 716 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4