Устройство дл ультразвуковой обработки

(11) 516436 Союз Советскии Социалистических Республик(51) М, Кл, В 08 В 3/00 исоединением заявки К асударственный камитеСавета Министрав СССпа делаи иэааретенийи аткрытий 23) Приоритет -1.9. 048, 6 3) Опубликовано 05,06,76,Бюллетень М 21 о) Дата опубликования описания 07,06,77(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВО 11 ОБРАБОТКИИзобретение относится к ультразвтехнике и может быть использовано вличном технологическом оборудованииобработке материалов с наложением уразвуковых колебаний.Известны устройства для ультразвобработки, содержащие электроакустичкий (магчитэстрикциэнный или пьезоэлческий) преобразователь, соединенныйноводной системой, и инструмент. В тустройствах передача ультразвуковыхбаний от электроакустического преобртелч к инструменту осуществляется чеволноводную систему стержневой формь уковэй раз- при эи ктриких 1 О элеазова эиств являе нестабильхарактеристик,ройств приЭтэ вызвано щих конструк номерного хня,ни эбрэтНедостатком известных усся их невысокая добротностьность амплитудно-частотныхснижающая эффективность усттехнологическом применении.тем, что работа существуюоснована на использэвании эдзэнанса, т.е. резонанса стер .Цель изобретения - повышености волноводной системы,Этэ достигается тем, что в предлагаемэм устройстве вэлнэвэдная система выполнена в виде тригэнальнэй призмы с размерами основания и высоты, кратными длине полувэлны возбуждаемых в ней колебаний. Длину стэрэны эснэвания призмы выбирают кратной длине поперечной пэлувэлны вэзбуждаемых кэлеоаний, а высоту призмы- кратной длине прэдэльной пэлувэлны указанных кэлебаний. Электроакустический преобразователь может быть присоединен как к центру бокэвой грани призмы, так и к ее вершине. Наилучшие результаты дэстигаются при присоединении инструмента в центре основания призмы перепендикулярно последней.Для работы на высших гармониках либэ при необхэдимэсти возбуждения нескэльких инструментов с параллельными друг относительно друга осями волновэдная система может выполняться в виде призм или граненых фигур, форма которых образована путем мнэгократнэй мультипликации на плоскэсти элементарной ячейке в виде тригональной призмы, имеющей размеры, сээтветствующие первой моде колебанийНа фиг. 1 изображено предлагаемое усч ройство с электроакустическим преобразователем, закрепленным в центре боковой гра,и призмы; на фиг, 2 - то же, с преобразо вателем, установленным в вершине призмы; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения устройства при возбуждении его несколькими преобразователями; на фиг. 5 - схема, иллюстрирующая смешение частиц на поверхности призмы при длине стороны его основания, равной длине поперечной волны, на фю . 6 - устройство с волноводной системой, форма которой образована мультипликацией элементарной ячейки в виде тригональной призмы; на фиг. 7 - устройство, показанное на фиг. 6, оснащенное несколькими инструментами.Устройство содержит электроакустический преобразователь 1, прикрепленный к правильной тригональной призме 2, и инструмент 3.Электроакустический преобразователь 1 прикрепляется к призме 2 в центре ее боковой грани (фиг, 1) или в вершине призмы (фиг. 2), Направление излучаемых преобразователем продольных колебаний параллельно высоте основания призмы. Обрабатывавоший инструмент 3 закрепляется перпендику-, лярно плоскости основания призмы в его цен тре.Электроакустический преобразователь 1 и инструмент 3 соединяются с призмой 2 известными способами - с помощью пайки, сварки, склеивания, а также резьбовых и конических соединений,Высота д длина стороны основания призмы связываются кратными соотношениями с, длинами продольной либо поперечной полуводь. Длина стороны основания выбирается равной Ят или - з, где . - длина попв.2 и"речной волны. В первом случае устройство наиболее пригодно для получения продольных колебаний на инструменте и бегущей волны на гранях призмы, на оснащенной инструментом (направление векторов скорости в различных местах призмы указано стрелками на фиг. 5), во втором - для возбуждения поперечных колебаний с вращением волны на инструменте в одном направлении с периодом оборота, равным периоду возбуждаемых колебаний. В обоих случаях толшина призмы принимается меньшей Й;Длина инструмента и габариты электро- акустических преобразователей рассчитывв.отся по известным соотношещжд с учетом скорости продольной и поперечной волн для их материалов.В предлагаемом устройстве призма мо" жет быть совмещена с рабочим инструмен-,том, При необходимости устройство возбуждается несколькими преобразователями,устанавливаемыми в центрах боковых граней и в вершинах призмы (фиг. 3 и 4).5 С использованием формы волноводнойсистемы в виде призмы путем мультипликации последней в плоскости основания могут быть образованы волноводные системы,имеющие форму ромбических, гексагональ ных и других призм (фиг. 6), выполненныеиз сплошного материала, причем выбор размеров последних основывается исходя изразмеров тригональной призмы для первоймоды колебаний, которая в данном случае 1 Ь рассматривается как. элементарная ячейка.Они могут применяться непосредственнов качестве рабочего инструмента (например, в виде притирочных плит и т,д.)., атакже снабжаться несколькими параллель- Ю ными между собой инструментами, устанавливаемыми в центры оснований элементарных ячеек (фиг. 7,.)Использование волноводных систем вформе тригональной призмы повышает до- М бротность устройства в 7-10 раз в сравнении с волноводными системами стержневой формы.Ю Формула из о бретени я.1. Устройство. для ультразвуковой обработки, содеркащее электроакустический преобразователь, соединенный с волноводнойьв системой, и инструмент, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышениядобротности волноводной системы, последняя выполнена в виде тригональйой призмыс размерами основания и высоты,. кратны 4 О ми алине полуволны возбукдаемых в нейколебаний,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что длина стороны основания призмы кратна длине поперечной полуволны возбуждаемых колебаний.3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и -ч а ю ш е е с я тем, что высота призмыкратна длине продольной голуволны возбуждаемых колебаний.ЬО4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электроакустический преобразователь присоединен к центру боковой грани призмы,5. Устройство по пп. 1-3, о т л иЯч а ю ш е е с я тем, что электроакустический преобразователь присоединен к вершине призмы.6. Устройство по пп. 1-3, о т л и -60ч а ю ш е е с я тем, что инструментприсоединен в центре основания призмыперпендикулярно последней.7. Устройство по пп, 1-6, о т л и 5164366чаюшеесяс я тем, что волноводнаясистема образована мультипликацией трщ.опальнойо призмы в плоскости ее основания.ССР каз 739/151 ЦНИИПИ Гэсударст по де 113035, Москва, Филиал ППП "Патен Пэдписноеэвета Министроэткрытийаб., д, 4/5 Тираж 723нного комитета См изобретений иЖ, Раушская Ужгород ул. Проектна