Способ наладки прессового инструмента с системой ультразвуковых колебаний

(23) Приоритет йо делам изобретений н открытий(71) Заявитель Ижевский механический институт(54) СПОСОБ НАЛАДКИ ПРЕССОВОГО ИНСТРУМЕНТА Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в технике прессования изделий с применением ультразвуковых колебаний инструмента.Наиболее близким по технической сущности является способ прессования изделий с применением ультразвука, который включает наложение ультразвуковых колебаний на пуансон, матрицу и подачу1 О смазки в очаг деформации под гидро- динамическим давлением. Перед прессованием с целью максимального отбора акустической энергии от преобразователя колебательную систему вводят в резонанс 15 ный режим. Для этого собственная частота элементов и всей колебательной системы должна совпадать с частотой возбуждаемых колебаний 111.Недостатком этого способа является20 нарушение резонансного режима ультразвуковой системы в процессе прессования, что приводит к росту энергосиловых затрат, ухудшает условия смазки и ограничивает технологические возможности способа.Цель изобретения - создание такого резонансного режима работы ультразвуковой системы, который не нарушается в процессе прессования заготовки, а следовательно, максимально снижает энергосиловые затраты на реализацию процесса, улучшает условия смазки и в целом увеличивает технологические возможности прессования с ультразвуком,Указанная цель достигается тем, что в способе наладки прессового инструмента с системой ультразвуковых колебаний, заключающегося в настройке колебательной системы на резонансный режим достижением равенства частоты собственных колебаний системы частоте возбуждаемых в инструменте колебаний, наложении ультразвуковых колебаний на инструментах в процессе прессования, а также непрерывной подаче смазки в очаг деформации под гидродинамическим давлением, настройку системы на ре747555 где ЗО занансный режим производят нод нагрузкой, равной усилию прессования приэтом частоту собственных колебанийэлементов ультразвуковой системы находят по зависимости.- ускорение;,Е - модуль упругости и площадьпоперечного сечения заготовкисоответственно;Р Р Р . - среднее, максимальное и миСО 1 ГПСИ М 1 йнимальное усилие прессования",- длина волноводов;5 - амплитудное значение возмущающей силы;А - амплитудное значение смешений;/ - скорость прессования;Т - период колебаний,На фиг. 1 схематически показано устройство для прессования с наложениемуль-развуовых колебаний; на фиг. 2 схема - показывающая смещение принагрузке и разгрузке элеме 1;чов колебательной системы; на фиг. 3 - диаграммав координатах "Усилие прессовачия-время ф.Колебательная систеь а для ВыдаВливания с ультразвуковь ми колебаниями,.включает преобразователь 1 колебанийволноводь 2, контейнер 3, содержащийматрицу 4 с заготовкой , и пуачсон б( фиг., 3, Способ осуществляется следующим образом.Предварительно колебательную систему настраивают на резонансный режимбез нагрузки.Йля этоГо Включи от ультразьукоВуюустановку и путем плавного бесступенчатого регулирования частоты генерируемых колебаний добива 1 тгся резонансапоявление которого регистрируют по показаниям бесконтактного виброметра.УБВ-,2 М. Для этой цели возможно 1 Л;пользование и универсального инструментал. ного микроскопа УИМО. Визуальчым 11 утем по размаху реверсивиогоперемешечия нанесенной на образующуюторцовой части пуансона б риски судят о наличии или отсутствии резонансного режима работы,4Затем опреде 11 яют 11 м 11;1 итуд 1 юе зп 111 е -ние воз муш дюше й силы ( фиг. 3 )чсгде Р - усилие прессования без ультра 1 ПФ 1звука,"усилие прессования к моментучлполной р аз Гр узки рамплитудное значение сме 1 Ощений (равно суммс смешений пуансона Е, и матрицы с 2;Ч - скорость прессования,Т - период колебаний;- длина Волноводов;Г - модуль упругости и плошадьпоперечного сечения заготовки соответственно.Зная величину возмущающей силы,7.Онаходят среднее усилие прессования Р-р) 1На основании полученного зна.ченияподсчитывают частоту собственных ко -лебаний элементов ультразвуковой системы, обеспечивающу 1 о резонансный режимработы в процессе выдавливания где ф - ускорение.Для пояснения физической сущностиизобретения, обеспечивающего эффектрезонансного режима в процессе реализации способа, приводится его краткая математическая интерпретация.Работу ультразвуковой системв 1 можно описать следующим выражениемде 2. а4 О дЯ. 1- р+ 1: Я= - ; б РПОЛ 14)где- смещение элемен 1 ов колеба -тельной системы;- частота собственных колебаний системы, кГц 45 - ускорение, м/секР - усилие прессования (средср.нее);5 - амплитудное значение изменения возмущающей силн;50 Ш - частота ВЛ 1 нуждэ 11 ных колсбаний, кГц;Решение уравнения (4) имеет вилЯр= р кУЯВВОА, (5)Я55где Д - динамический коэффициент,равный747 555 8 частоту собственных колебанггй системы определяют по зависимости где дзлия практически повторяют точность ичистоту прессового инструмента. Экономический эффект от внедрения способатолько на одном специализированном предприятии 670 тыс. руб. в год.Формула изобретения Способ наладки прессового инструмента с системой ультразвуковых колебаний, заключающийся в настройке колебательной системы на резонансный режим достижением равенства частоты собственных колебаний системы частоте возбуждаемых в инструменте колебаний, наложении ультразвуковых колебаний на инструмент в процессе прессования, а также непрерывной подаче смазки в очаг деформации под гидродинамическим давлением, о т л и ч а ю щ и й с я кем, что, с целью увеличения технологических возможностей посредством снижения энергосиловых затрат и улучшения условий смазки за счет резонансного режима работы ультразвуковой системы непосредственно в процессе деформирова - ния, настройку системы на резонансный режим производят под нагрузкой, равной усилию прессования, при этом Р =Рср гпах ТА-, -Б:о,Р Р;)- д - ускорение;- модуль упругости материалазаготовки;15 - площадь поперечного сечениязаготовки;Р Р Р-. соответственно среднее, макср оад иъосимальное и минимальное усилиепрессования;20 г, - длина волноводов системы;5 - амплитудное значение возмуыающей силы;Ч - скорость прессования;Т - период колебаний,25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, СеверденкоВ. П. и др. Обработкаметаллов давлением с ультразвуком, Изд,747 555 УЬе Составитель В. Волковедактор С, Патрушева Техред М. Кузьма Коррект Сининкая 86 ПодписноеССР ак тета ытий"Патент ал 5/3 Тир ЦНИИПИ Государстпо делам изобр 113035, Москва,енного ко ений и от Ж, Рауш