Ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки

,Г ЕЛЬСТВУ 0 1( металл деформацационной оединенинсудостроениио в различ" оэяйства.ая головкаормационноионной образяуковойбраэователь,индрическим с опорным олно в одом, вы полн е н ным ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРИТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ Св 6178/2708. 90 09.92, Бюл. М 33изводственное объединениее машиностроительное пред(56) Авторское свидетельство СССРй 472782, кл. В 24 В 39/04, 1972.(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РЕЛАКСАЦИОННОЙ ОЬРАБОТКИ(57) Использование: деформационноеупрочнение и деформационная обработка швов сварных соединений. Сущностьизобретения: инструмент содержиткорпус с крышкой, магнитострикционныйпреобразователь, соединенный с трансформатором, державку с ударником исистему охлаждени, Трансформаторсоединен с корпусом посредством эластиных манжет. В крышке корпуса раз" ИэоЬретение относится обработке, например для ного упрочнения и релакс обработки швов сварных с корпусных конструкций в и может быть использован ных отраслях народного хИзвестна ультразвуков (а.с. я 1074705) для деф го упрочнения и релаксац работки, содержащая ульт магнитострикционный прео жестко соединенный с цил мещена пневмокамера с регулируемымдавлением. На корпусе размещен защитный чехол, а на крышке - рукоятка сэластичным чехломИнструмент содержит шумопоглощающие вкладыши, Трансформатор смонтирован с воэможностьюосевого возвратно-поступательного перемещения, а магнитострикционныйпреобразователь- с возможностьювзаимодействия с пневмокамерой. Навнутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена прсточка длясоздания воздушного зазора, Рукояткавыполнена в виде неподвижного элемента, подвижного. элемента, смонтированного относительно неподвижногоэлемента, и упругих струнообраэныхэлементов, размещенных между опор"ными элементами и жестко связанныхс ними. Шумопоглощающие вкладышивыполнены из свинца, 3 з.п.ф-лы,2 ил,элементом в зоне пучности, Голг вкаснабжена полым корпусом с системойохлаждения, а рабочий элемент образован стаканообразной обоймой с наоорами Ьойков, снаЬженных головками.Известен также ультразвуковой многобойковый инструмент (а.с. Р 1097482),отличающийся от вышеприведенного тем,что стержни выполнены полыми и установлены коаксиально один в другом,снаЬженный электромагнитом для удержания набора бойков от выпадания,а магнитострикционный преобразовательжестко соединенный со.ступенчатым10 25 35 40 а1 50 55 цилиндрическим волноводом, также выполнен с опорным элементом, расположенным в зоне пучности ультразвуковой волны, Недостатком вышеприведенных аналогов является высокий уровень вибрации корпуса инструмента при обработке изделий и высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости .Известна ультразвуковая головка (а.с. Ю 4/2782 прототип) для деформационного упрочнения и релаксационной обработки в виде последовательно соединенных преобразователя, трансформатора колебательной скорости (в дальнейшем трансформатора) и державки с отверстиями на выходном торце, в которых расположены инструменты, имеющие форму ступенчатых стержней. В данной головке державка выполнена в форме направляющего стакана и прикреплена своей узловой плоскостью к опорному элементу, расположенному также е узловой плоскости трансформатора, а стержни в ней расположены с возможностью осевого смещения относительно обраЬатываемой поверхности .К недостаткам данного устройства можно отнести то, что оно имеет высо кий уровень вибр-ции, возникающей пр обработке изделий, и не имеет защиты от высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости. Это обусловлено тем что трансформатор выполнен с опорным элементом в узловой плоскости и имеет жесткую связь с корпусом устройства, а корпус устройства не обеспечивает защиты от вибрации и высокочастотных шумов, что отрица" тельно воздействует н;, оператора, выполняющего обработку.Целью изобретения являет ся снижение уровня низкочастотных вибраций возникающих при обраЬотке изделий и высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости и воздействующих на оператора, выпол няющего обработку.Поставленная цель достигается тем что предлагаемый инструмент снабжен эластичными манжетами, посредством которых трансформатор соединен с корпусом инструмента, установленной в крышке корпуса соосно с магнитострикционным преобразователем пневмокамерой с регулятором давления,размещенным нэ корпусе инструмента концентрично с ним защитным чехлом, закрепленной на крышке рукояткой с эластичным чехлом, а также установленными в корпусе и крышке инстру" мента концентрично относительно магнитострикционного преобразователя шумопоглощающими вкладышами, при этом трансформатор колебательной скорости смонтирован с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, а магнитострикционный преобразователь смонтирован с возможностью взаимодействия с пневмокамерой, варьируя давлением в которой добиваются снижения вибрации, Кроме того, для предотвращения непосредственного контакта рук оператора с корпусом инс; румента на внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена проточка для создания воз" душного зазора, На крышке инструмента установлена рукоятка, выполненная в виде неподвижного элемента, жестко связанного с крышкой, подвижного элемента, смонтированного с возможностью регулировочного осевого возвратно-поступательного перемещения относительно неподвижного опорного элемента, и упругих струн, размещенных межд элементами и жестко связанных с ними, что также позволяет за счет регулировки жесткости струн снизить уровень вибрации, воздействующей на оператора. Для снижения урс вня высокочастотных шумов, возникающих от кавитации в охлаждающей жидкости, в корпусе и крышке инструмента установлены шумопоглощающие вкладыши, изготовленные из свинца, имеющего коэффициент потерь - 280 на частотах 1,б - 15 кГЦ, что характерно для кавитационных шумов.На фиг,1 изображен предлагаемый ультразвуковой инструмент, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1.Ультразвуковой инструмент для деформационного упрочнения и релаксационной обработки содержит источник ультразвуковых колебаний (Фиг.1), состоящий иэ жестко соединенных между собой магнитострикционного преобразователя 1 и цилиндрическогс ступенчатого трансформатора 2, корпуса 3, крышки 4, П-образного стакана 5 с направляющими отверстиями 6, в которых размещены ударники 7.50 55 Трансформатор 2 выполнен без опорного элемента в узловой плоскости и связан с корпусом 3 посредством эластичных манжет 8. ТрансФорматор 2 упирается через свободный торец 9 магнитострикционного преобразователя 1 в упругую пневматическую камеру 10, которая герметична и закреплена в крышке 4, Давление в камере регулируется золотниковым устройством 11. Наружный чехол 12 выполнен с внутренней проточкой 13,.образующей с корпусом 3 воздушную пслость, которая предохраняет руки оператора от непосредственного контакта с корпусом 3. На крышке 4 закреплена рукоятка, сформированная упругими струнами 14 с регулируемым натяжением и эластичным чехлом 15, Струны вваренц в жестко закрепленный на крышке 4 Фланец 16 и подвижный фланец 17, который имеет возможность перемещаться совместно с резьбовой муФтой 18 по резьбе трубки 19, кроме тогс, трубка предназначена для вывода обмотки возбуждения 20 магнитострикционного преобразователя 1. В корпусе 3 установлен шумопоглощающий вкладыш 21, .а в крышке 4 " шумопоглощающий вкладыш 22. Вкладыши выполнены в виде трубчатых вставок и г,лотно прилегают к внутренней поверхности корпуса 3 и крышки . Трансформатор 2 опирается через эластичную манжету 23 на стопорное кольцо 24, к которому крепится П-образный отакан 9 с удар" никами 7 П-образной скобой 25. Чехол 12 и крышка 4 крепятся к корпусу 3запорными кольцами 26. Охлаждающая жидкость подается в корпус 3 по трубкам 27.Инструмент работает следуюцим образом.В корпус 3 инструмента от системы охлаждения (не г оказана) подается охлаждающая жидкость по трубкам 27 для охлаждения магнитострякционного преобразователя 1, тем самым создавая для него оптимальный тепловой режим. На обмотку возбуждения 20 от ультразвукового генератора (не показан) подается напряжение резонансной частоты, которое создает магнитное поле. Под воздействием магнитного поля в ультразвуковом преобразователе 1 возникают механические упругие колебания ультразвуковой частоты, которые передаются трансформатору 2. 1 О 15 20 25 30 35 40 45 Рабоцие торцы ударников 7 вводят вконтакт с поверхностью обрабатываемого изделия, например, оЬрабатывается сварной шов корпусной конструкции.Поскольку трансформатор 2 совершаетколебания, а ударники 7 находятсяс ним в контакте, они также нацинаютсовершать колеЬания, двигаясь в направляющих отверстиях 6 П-образногостакана 5. При этом энергия улараполученная ударниками 7 от источникаультразвуковых колебаний, расходуется на деформирование оЬрабатываемойповерхности сварного шва и их упругий отскок, Вибрация, возникающаяпри обработке, гасится возвратно-поступательными движениями трансформатора 2, который через свободный торец9 магнитострикционного преобразователя 1 упирается в упругую пневматическую камеру 10, давление в которойсоздается перед раЬотой от воздушноймагистрали и регулируется золотниковым устрс йством 11.Варьируя давление в пневмокамере1 О золотниковым устройством 11 и регулируя с помощью подвижного Фланца17 муфтой 18 жесткость рукоятки путем натяжения струн 14, добиваютсяснижения уровней вибраций, воздействующих на оператора до допустимыхзначений. Чехол 12 проточкой 13 образует с корпусом 3 воздушную полостьи отделяет руки оператора от непосредственного контакта с корпусоминструмента 3. Шумопоглощающий вкладыш 21, установленный в корпусе 3,.и шумопоглощающий вкладыш 22, установлейный в крышке 4, снижают уровеньшума от Кавитации возникающей вохлаждающей жидкости.Предлагаемый ультразвуковой инструмент позволяет обеспечить наиболеебезопасный режим работы для оператора и улучшить условия труда по сравнению с прототипом,формула и зобрет е ни я 1. Ультразвуковой инструмент для деформационного упроцнения и релаксационной обработки, содержащии корпус с крышкой, установленные в корпусе магнитострикционный преобразователь, жестко соединенный с трансформатором колебательной скорости, державку с ударником в виде ступенчатых стержней и систему охлаждения,1759611 Фиг. 1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, сцелью снижения уровня низкочастотныхвибраций, возникающих при обработкеизделий, и высокочастотных шумоввозникающих от кавитации в охлаждающей жидкости, он снабжен эластичными манжетами, посредством которыхтрансФорматор колебательной скоростисоединен с корпусомустановленной в Окрышке корпуса соосно с магнитострикционным преобразователем пневмокамерой с регулятором давления, размещенным на корпусе концентрично с нимзащитным чехлом, закрепленной накрышке рукояткой с эластичным чехлом,а также установленными в корпусе икрышке концентрично относительномагнитострикционного преобразователяс шумопоглсщающими вкладышами при 2 Оэтом трансФорматор колебательнойскорости смонтирсван с возможностьюосевого возвратно-поступательногоперемещения, а магнитострикционныйпреобразователь смонтирован с воз можностью взаимодействия с пневмокамерой.2. Инструмент по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто на внутренней поверхности защитного чехла корпуса выполнена проточка, параллельная оси корпуса, для создания воздушного зазора,3, Инструмент по и.1, о т л и ч ащ и й с я:тем, что рукоятка выполнена в виде неподвижного элемента,жестко связанного с крышкой, подвижного опорного элемента, смонтированного с возможностью регулировочногоосевого возвратно"поступательногоперемещения относительно неподвижного опорного элемента, и упругихструнообразных элементов размещенных между упомянутыми опорными элементами и жестко связанных с ними,4,Ин-,.трумент по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто шумопоглощающиевкладыши выполнены из свинца,Составитель Ю.ПрусовТехред М.йоргентал Корректор О едактор ецкая КНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патен гарина,101 жгород,Заказ 3573 ТиражНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,Подписноеизобретениям и открытиям при5, Раушская наб., д. 4/5