Устройство для ультразвуковой безабразивной обработки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 а 1359 4 В 24 В 1/О ЕТ ССС ОТНРЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ние,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Ю.В.Холопов, В.Т,Созиев,Ю.Ф.Яров, Ги Ым Ким(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БЕЗАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ, содержащее состоящую из преобразователя иволновода с рабочим инструментом иустановленную на раме с возможностьюперемещения в продольном направлении колебательную систему и механизмприжима, . о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиобработки, колебательная система размещена на поперечных направляющих,установленных перпендикулярно осиволновода, а в устройство 1 введеныдемпфирующие элементы, закрепленныена раме и расположенные по разныестороны колебательной системы.510 20 113Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам чистовой (финишной) обработки изделийпластическим деформированием поверхностного слоя металла при воздействии ультразвуковых колебаний и к обработке внутренних торцовых фасонныхповерхностей тел вращения.Цель изобретения - повышение точности обработки - достигается за счетточного центрирования и обеспеченияравномерного силового воздействияинструмента на все точки обрабатываемой поверхности путем введения вустройство взаимно перпендикулярныхнаправляющих с демпфирующими элементами.На фиг.1 изображено предлагаемоеустройство; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;на фиг.4 и 5 - дана схема сил, действующих на рабочий инструмент принесоосности осей рабочего инструментаи внутренней поверхности обрабатываемой заготовки.Устройство состоит из рамы-основания 1 с вертикальным П-образным буртиком. На раме закреплены перпендикулярно оси волновода (а-а) и параллельно торцовой поверхности обработки (б-б), заготовки 2 поперечные направляющие 3 с подвижной частью 4.Напротивоположных сторонах буртикаразмещены демпфирующие элементы 5,взаимодействующие с подвижной частьюпоперечных направляющих 3. Демпфирующие элементы 5 выполнены так, что передают подвижной части направляющихравные усилия, направленные встречно и перпендикулярно оси продольныхколебаний (а-а). Они могут быть выполнены в виде пружин сжатия, пневматических, гидравлических или других элементов, и после тарировки закрепляются с противоположных сторонколебательной системы к выступамП-образного буртика рамы 1 так,.чтопередаваемые ими подвижной части 4равные усилия направлены встречно иудерживают поперечные направляющиев статическом равновесии,На подвижной части 4 поперечныхнаправляющих 3 закреплены параллельно оси волновода (а-а) продольныенаправляющие 6 с их подвижной частью7. На последней жестко установленаакустическая система, включающая всебя преобразователь 8 и водновод 9,59096 2 на торце которого закреплен рабочийинструмент 1 О, Рабочий инструмент1 О поджат механизмом 11 прижима. Механизм 11 прижима закреплен однимконцом на буртике рамы 1, а другимконцом, упираясь в акустическую систему, передает ей требуемое усилиеприжима рабочего инструмента 10 кобрабатываемой поверхности заготовки2. Механизм 11 прижима так же, как идемпфирующие устройства 5, можетбыть выполнен в виде пружины сжатия,пневмогидропривода или других механизмов, обеспечивающих передачу заданного усилия прижима,Полирующая поверхность 12 (фиг.2)рабочего инструмента 10 имеет форму,профиль которой в горизонтальной проекции, перпендикулярной плоскости обработки (б-б) повторяет поперечныйпрофиль обрабатываемой детали. Инструмент 10 может быть соединен с25 волноводом 9 как жестко, так и с помощью резьбового соединения.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемой заготовке задается30 вращение с определенной скоростью.Инструмент 10, закрепленный на торцеволновода 9, вводится в обрабатываемую внутреннюю поверхность заготовки2 и прижимается механизмом 11 прижима с заданным усилием,После подачи высокочастотного напряжения на преобразователь инструмент с ультразвуковой частотой механически воздействует на микроне 40 ровности поверхности, пластическидеформируя их до заданной величины,Несоосность установки рабочегоинструмента и оси симметрии обрабатываемой внутренней поверхности детали, даже на величину шероховатости(например К = 2,5 мкм), приводит впроцессе ультразвуковой обработки кнеравномерному силовому воздействиюповерхности инструмента на обрабатываемую поверхность заготовки и, какследствие, к неравномерному качествуобработанной поверхности.В устройстве подвижная часть 4.поперечных направляющих 3, взаимодейф.ббствуя с демпфирующими элементами 5,которые передают ей с двух противоположных сторон равные усилия, направленные встречно к оси волновода35909 б б- б лойриулго под действием равнодействующей силы К (фиг.3) от продольных колебаний Р, направленной по оси рабочего инструмента к реакции Н, направленной перпендикулярно оси продольных колебаний. Согласно основных положений теории сопротивления материалов реакция И будет всегда направлена в сторону, противоположную возмущающей 10 нагрузке (рассогласованию оси продольных колебаний рабочего инструмен. та и оси симметрии обрабатываемой поверхности детали в-в, т.е. реакция стремится вернуть тело в состояние 1 Б равновесия).Таким образом, любое рассогласование указанных осей а-а и в-в приведет к нарушению статического равновесия подвижной части 4 поперечных направляющих 3 и сжатия одного из демпфирующих элементов 5. Под действием данной возмущающей нагрузки демпфирующий элемент отреагирует на данную нагрузку и вернет подвижную часть 4поперечных направляющих 3 в состояние равновесия, т.е. равенства сил,передаваемых демпфирующими элементами,Но такое равенство сил может быть только в одном случае, когда ось рабочего инструмента (ось продольных колебаний акустической системы) сов-. падает с осью симметрии обрабатываемой поверхности заготовки, т.е. происходит самоцентрирование (самоустановка) рабочего инструмента относительно оси симметрии обрабатываемой внутренней поверхности заготовки. Ультразвуковые колебания рабочего инструмента с частотой, например 22 кГц, воздействуя на микронеровности обрабатываемой поверхности, пластически деформируют их, образовывая ровную поверхность с минимальной величиной шероховатости.135909 б Составитель Б.ДрожаловаТехред М.Ходанич Корректор С.Шекмар Редактор А.Долинич Заказ 6104/15 Тираж 715 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5