Устройство для плющения проволоки с использованием ультразвуковой энергии

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК А 1 1780 19) Ы 2 51)5 В 21 Р 21 ЗОБРЕТ Я ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКОМ(56) Северденко А.П. и стичность, Минск.: На рис. 40. чковдр, Ультразвук и пла ука и техника, 1976 ному твам ного ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛЮЩЕНИЯ ПРОВОЛОКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЭНЕРГИИ(57) Использование: изготовление проволоки экономичного сечения путем ее плющения с помощью ультразвуковой энергии. Сущность изобретения: устройство содержит последовательно расположенные, соединенные между собой электромеханический преобразователь, концентратор и волновод. Последний выполнен в виде полого цилиндра, в полости которого размещены три волоки с калибрующими отверстиями, Приэтом одна Изобретение относится к плющиль производству, в частности к устройс для изготовления проволоки экономич сечения;Известно устройство для обработки проволоки с применением ультразвуковой энергии, включающее жестко и последовательно соединенные между собой электромеханический преобразователь стержневого типа, концентратор и волокодержатель. В данном устройстве концентратор выполнен в виде усеченного конуса со сквозным каналом для протягивания проволоки и большим основанием присоединен к преобразователю, а волокодержатель в нем выполнен в из них - рабочая - жестко закреплена на торце полого цилиндра, вторая соосна с ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси волновода, а третья жестко закреплена в корпусе полого цилиндра перпендикулярно оси волновода. Между рабочей и соосной с ней волоками размещен с возможностью возвратно-поступател ьного перемещения вдоль продольной оси волновода дополнительный полый цилиндр. В его полости, а также в калибрующих отверстиях рабочей и соосной с ней волок установлена ступенчатая оправка, Ступень оправки большего диаметра присоединена к концентратору кольцевым выступом; выполненным в полости цилиндра, а на ступени оправки мень щего диаметра выполнена лыска, образующая с калибрующими отверстиями рабочей и соосной с ней волок профиль заданного сечения проволоки, 2 з.п,ф-лы, б ил.1 иа ЪФ виде полого цилиндра и оснащен двумя волоками, установленными соосно. Одна из этих волок жестко закреплена в свободном торце волокодержателя в пучности смещений ультразвуковой волны, а другая, являю: щаяся первой по ходу волочения, установлена в полости волокодержателя с возможностью перемещения вдоль его оси и совершает колебания с частотой меньшей, чем частота ультразвуковых колебаний, возбуждаемых в устройстве.Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не обеспечивает готовому изделию требуемого качества и характеризуется не максимально возмож10 15 20 25 30 35 40 45 50 ной эффективностью использования ультразвуковой энергии.Целью изобретения является улучшение качества готового изделия.Поставленная цель достигается за счет повышения точности профиля заданного сечения проволоки и эффективности использования ультразвуковой энергии, которые являются следствием оснащения устройства дополнительной калибрующей волокой, ступенчатой оправкой и дополнительным полым цилиндром.На фиг.1 изображено устройство для плющения проволоки в одну нитку, общий вид; на фиг.2 - волокодержатель с одной дополнительной волокой, продольный разрез; на фиг.З и 4 - волокодержатель в месте его присоединения к концентратору (фиг.З) и в месте крепления в нем основной волоки(фиг,4), поперечный разрез; на фиг.5 - воло кодержатель с двумя дополнительными волоками, продольный разрез; на фиг.6 - устройство для многократного плющения проволоки, общий вид.Предлагаемое устройство включает жестко и последовательно соединенные между собой электромеханический преобразователь стержневого типа, а именно магнитострикционный преобразователь 1,концентратор 2 в форме усеченного конуса,большее основание которого присоединено к преобразователю 1, и волокодержатель 3, выполненный в виде полого цилиндра, Устройство включает также и вспомогательное оборудование: подающий 4 и, соединенный с двигателем 5, приемный 6 барабаны, соответственно, для подачи и смотки деформируемой проволоки 7,Волокодержатель 3 имеетдлину равную половине длины ультразвуковой волны в его материале и одним из своих торцов присоединен к концентратору 2. В другом торце волокодержателя, т,е. в свободном его торце, в пучности смещений ультразвуковой волны посредством накидной гайки 8 закреплена одна из основных волок 9 - последняя по ходу волочения, совершающая колебания с ультразвуковой частотой вдоль оси волокодержателя.В полости волокодержателя 3 расположена ступенчатая оправка 10, являющаяся профилирующим элементом и имеющая резонансную длину, Большая ступень оправки 10 ее торцом посредством волокодержателя присоединена к концентратору 2, а ее меньшая ступень - частично сошлифована и, на:,ходясь в непосредственномконтакте скалибрующим каналом волоки 9 и заполняяего, образует профиль изготавливаемойпроволоки 7. Для обеспечения прохождения проволоки через волокодержатель 3 в его стенке, в пучности напряженийультразвуковой вол.ны, выполнено отверстие 11, в котором жестко закреплена дополнительная калибрующая волока 12 - первая по ходу волочения, а в полости волокодержателя установлены; другая основная волока 13, являющаяся второй по ходу волочения, и дополнительный полый цилиндр 14, Цилиндр 14 и волока 13 установлены в волокодержателе 3 с воэможностью перемещения вдоль его оси, причем полый цилиндр расположен между основных волок и находится с ними в непосредственном контакте. Дополнительная волока 12 закреплена в волокодержателе 3 таким образом, что ее ось расположена под прямым углом к оси волокодержателя, а торцы - параллельны сошлифованной поверхности оправки 10.Шпильки 15(фиг,З) и 16(фиг.4), устраняя проворачивание вокруг своих осей оправки 10 и волоки 9, фиксируют их расположение относительно оси волоки 12 и тем самым предотвращают скручивание проволоки.Устройство работает следующим образом,Деформируемую проволоку 7 с подающего барабана 4 через волоки 12, 13 и 9 задают на приемный барабан 6 и включают ультразвуковой генератор на чертежах не показан), Переменное напряжение резонансной частоты, поступая с генератора на обмотку преобразователя 1 создает в нем магнитный поток, Поддействием магнитных сил преобразователь совершает продольные колебания, амплитуда которых увеличивается концентратором 2. От концентратора 2 колебания ультразвуковой частоты передаются волокодержателю 3, ступенчатой оправке 10 и волокам 9 и 12. При этом волока 9 начинает совершать колебания вдоль оси волокодержателя с частотой колебаний, возбуждаемых в устройстве. За счет периодических ударов волоки 9 по полому цилиндру 14, контактирующего как с волокой 9, так и с волокой 13, последняя также совершает колебания, но по частоте они значительно ниже возбуждаемых в устройстве. После включения ультразвукового генератора полость волокодержателя 3 через отверстие, выполненное в стенке волокодержателя в пучности напряжений ультразвуковой волны (на чертежах не показано), заполняют технологической смазкой. Затем включают, электродвигатель 5, который приводит во вращение барабаны 4 и 6 и обеспечивает тем самым прохождение проволоки через волокодержатель. Из подающего барабана 4 проволока 7, имеющая1780906 10 20 40 50 55 круглое сечение, поступает в дополнительную калибрующую волоку 12 - первую по ходу волочения (фиг,2) и калибруется в ней по диаметру с обжатием менее 0,57 ь, обеспечивающим акустический контакт между волокой и проволокой, а, следовательно, и разупрочнение последней за счет поглощения ультразвуковой энергии. При обжатии более 0,5% качество акустического контакта не улучшается, а степень нагортованности .проволоки возрастает, что отрицательно сказывается на ее последующем деформировании и усилии волочения. В разупрочненном состоянии круглая проволока 7 поступает в основную волоку 13 - вторую по ходу волочения, в которой обжимается поверхностями калибрующего канала волоки и сошлифованной части оправки 10 и принимает форму близкую к конечному сечению. Обжатие проволоки 7 в волоке 13 сос 1 авляет не менее 30-50% от общего, т,к в противном случае увеличивается неравномерность деформации и снижается качество готового изделия, После предварительной деформации проволока 7 поступает в другую основную волоку 9, являющуюся последней по ходу волочения, в которой обжимается на готовый размер и принимает форму конечного сечения(фиг,4), Из волоки 9 проволока 7 поступает 30 на приемный барабан 6, сматывается нанем в бунт и по окончании волочения удаляется с него. После этого выключают ультразвуковой генератор и электродвигатель 5. При реализации такой схемы плющения проволоки (фиг,2), т,е. в одну нитку, представляется целесообразным использовать ультразвуковую энергию не только для разупрочнения проволоки и повышения качества готового изделия, но и для ремонта основных волок путем ультразвукового выглаживания поверхностей их калибрующих каналов, в частности тех их участков, которые не находятся в контакте с деформируемой проволокой, Для этого необходимо 45 создать такие условия, при которых в предлагаемом устройстве пучности напряжений ультразвуковой волны в волокодержателе и в ступенчатой оправке 10 не совпадали бы,т,е. не были бы расположены в одной плоскости, например, параллельныйторцам вол окодержателя 3. Это может быть . достигнуто соответствующим подбором материалов волокодержателя 3 и оправки 10 или одновременным уменьшением длины полого цилиндра 14 и расположением дополнительной волоки 12 таким образом, чтобы ее ось была ориентирована под острым углом к оси волокодержателя. При этом . также необходимо, чтобы взаимное расположение волокодержателя 3, ступенчатой оправки 10 и основных волок 9 и 1 З.было строго ориентированным друг относительно друга, а возможность вращения их вокруг своих осей была бы исключена. Это достигается с помощью шпилек 15 (фиг.З) и 16 (фиг,4), фиксирующих положение упомянутых элементов устройства за исключением основной волоки 13, вращение которой можно устранить с помОщью фиксирующих винтов(на чертежах не показаны), закрепляемых в стенке волокодержателя.Другие примеры конкретного выполнения предлагаемого устройства.П р и м е р 1, Устройство может быть-. . использовано для двухниточного изготовления проволоки экономичного сечения. С этой целью волокодержатель оснащают еще одной дополнительной волокой 17 (фиг.5), а ступенчатую оправку 10, в частности его меньшую ступень; шлифуют с двух сторон, Причем в этом случае возможно одновременное изготовление проволок с разными сечениями.П р и м е р 2. Устройство можно использовать для изготовления проволоки, имеющей "сложный" профиль, который получают путем многократного волочения заготовки. Для этого устройство(см.фиг.6) дооснащают роликом - кантователем 18, поворачивающим проволоку на 180 градусов, и направляющим роликом 19, а волокам, за исключением первой по ходу волочения, и ступенчатой оправке 10 придают форму, соответствующую профилю изготавливаемой проволоки.Предлагаемое устройство, в отличии от известного, позволяет не только повысить качество готового изделия и наиболее эффектив но испол ьзовать ул ьтразвуковую энергию, но и в 5-6 раз увеличить срок службы. Формула изобретения1. Устройство для плющения проволоки с использованием ультразвуковой энергии,содержащее источник ультразвуковых колебаний, соединенный с ним волновод в виде основного полого цилиндра с корпусом с размещенными в его полости волоками, имеющими калибрующие отверстия, однаиз которых, рабочая, жестко закреплена на свободном торце полого цилиндра, а другая, калибрующая волока, установлена в его полости с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества готовОго иэделия за счет повышения точности профиля заданного сечения проволоки и эффективности использования ультразвуковой энергии, оно1780906 фог. снабжено дополнительной калибрующей волокой с калибрующим отверстием, жестко смонтированной в корпусе полого цилиндра перпендикулярно оси волновода, ступенчатой оправкой резонансной длины и допол нительным полым цилиндром, размещенным в полости цилиндра между рабочей и дополнительной волоками с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси 10 волновода, при этом источник ультразвуковых колебаний выполнен в виде электромеханического преобразователя и соединенного с оправкой концентратора, на ступени меньшего диаметра оправки вы полнена лыска для образования с калибрующими отверстиями рабочей и имеющейся калибрующей волок профиля заданного сечения проволоки, а радиусная часть ступени меньшего диаметра соответствует сопряга емым с ней радиусам калибрующих отверстий рабочей и имеющейся волок, рабочая волока и ступенчатая оправка закреплены в волйоводе посредством установочных шпонок, расположенных в выточках, выполнен ных на внутренней поверхности торцов волновода и на наружных поверхностях рабочей волоки и ступени, большего диаметра оправки.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что больший диаметр ступени оправки равен диаметру полости имеющегося цилиндра, причем упомянутая ступень оправки соединена с концентратором посредством кольцевого выступа, выполненного в полости этого цилиндра с возможностью взаимодействия с задним торцом данной ступени.3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности за счет обеспечения возможности одновременного двухканального волочения, оно снабжено смонтированной в полом цилиндре соосно с упомянутой дополнительной калибрующей волокой, второй аналогичной калибрующей волокой, причем на ступени оправки меньшего диаметра выполнена вторая лыска для образования с калибрующим отверстием данной волоки профиля заданного сечения проволоки,: аказ 4236 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5