Станок для ультразвуковой обработки

13 О 328 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12.11,1960 ( 653754/25)с присоединением заявкиПриоритет МК В 23 р Комитет по дела зобретеиий и откр при Совете МинистСССР У Опубликовано 17.Х 1,1966. Бюллетень23 Дата опубликования описания 24,Х.1966 вторызобретени В, Н. Барке, Н. И. Блитштейн, Е. М. Грязнов, А. Л. Лившиц Б. Х. Мечетнер, С, С. Подлазов и Д, Ф. Яхимовичявител ТАНОК ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ Инструмента вешена элек посредством р щим усилием вого усилия. Т чивает уменьш та а уравном с ней управляюния тягоа обеспе- нструменльная головка станк ромагнитом, связанн ычажной системы и подачи за счет измене акая особенность стан ение усилия подачи и Предметом изобретения является станок для ультразвуковой размерной обработки, в зону которой вводится жидкость, содержащая абразивный порошок.Обработка осуществляется посредством инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой в направлении его подачи.Известные конструкции станков для ультразвуковой обработки обладают обычно рядом недостатков: низкой скоростью резания, невысокой точностью, также тем, что в них применены нечувствительные и неудобные в эксплуатации механизмы подачи инструмента. Предложенный станок свободен от этих недостатков, Отличительная особенность его заключается в том, что преобразователь колебаний подвешен к инструментальной головке посредством тонкостенного стакана. Последний связан с инструментальной головкой через массивный фланец. Это особенность станка обеспечивает повышение его коэффициента полезного действия. Другая особенность станка заключается в применении трубки для отвода охлаждающей жидкости из полости преобразователя. Срез трубки расположен ниже уровня свободного торца преобразователя. Этим достигается устранение излучения ультразвука свободным (верхним) торцом преобразователя,В станке применен также наконечник подвода абразивной суспензии, выполненный в О виде трубчатого кольца с отверстиями, охватывающего концентратор. Таким выполнением наконечника достигается равномерная подача абразивной суспензии в зону обработки,На фиг. 1 схематически изображен общий 5 вид станка; на фиг. 2 - его акустическая инструментальная головка; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг, 2; на фиг. 4 - механизм подачи инструмента; на фиг, 5 - разрез по линии Б - Б на фиг. 4; на фиг. 6 - кинемати ческая схема станка; на фиг. 7 - электрическая схема включения двигателя механизма подачи инструмента; на фиг. 8 - схема насоса для подачи абразивной суспензии.Основными частями станка являются: ста нина 1 (фиг. 1), стол 2, акустическая инструментальная головка 3, механизм 4 подачи, насос 5 и панель 6 управления.Кинематика станка обеспечивает вертикальное установочное перемещение инструмента 0 вместе с головкой, подачу инструмента с заданным усилием, поворот инструмента относительно его оси и установочные перемещения изделия вместе со столом в горизонтальной плоскости. Может быть предусмотрено также вертикальное установочное перемещение стола.Головка 3 служит для сообщения инструменту колебательных движений. В головке применен двухстержневой магнитострикционный преобразователь, набранный из оксидированных пластин альфера (сплава алюминия с железом) или из другого материала, обладающего магнитострикционным эффектом, Сердечник 7 (фиг. 2) крепится к пассивным элементам колебательной системы, например к фланцу 8, контактной сварной или пайкой серебряным или иным твердым припоем,В резьбовое отверстие фланца завинчивается концентратор 9, усиливающий амплитуду колебаний и несущий инструмент 10. Для получения наибольшей скорости резания отношение диаметра толстой части концентратора к диаметру его тонкой части должно быть в пределах 1,8 - 3,5.Фланец преобразователя имеет лыски под гаечный ключ, которым колебательная система придерживается при привинчивании сменного концентратора во избежание передачи усилия завинчивания на колебательную систему и далее на прецизионные направляющие механизма подачи.Другой вариант предохранения направляющих от усилия завинчивания концентратора описан ниже.К фланцу преобразователя прикреплен опорный тонкостенный стакан 11, охватывающий преобразователь и переходящий в массивный фланец, Длина тонкостенной части опорного стакана должна быть такой, чтобы место перехода ее во фланец соответствовало узлу смещений продольных колебаний (диаграмма смещений показана на фиг. 2).Для уменьшения влияния поперечных колебаний по окружности их пучностей во фланце выполнена канавка, Фланец стакана 11 крепится к гильзе 12, Кроме крепления опорным стаканом. может быть применено крепление фланцем, расположенным в узле смещений несменной части колебательной системы. При этом несменная часть представляет собой ступенчатый концентратор с коэффициентом усиления, примерно равным двум.Гильза 12 может поворачиваться в корпусе 13 головки посредством червячного механизма 14 (фиг. 3) для облегчения установки фасонного инструмента относительно детали или для последовательной обработки с поворотом инструмента.Охлаждение преобразователя производится проточной водой. Чтобы предотвратить вредное излучение ультразвука верхним торцом преобразователя, предусмотрены следующие мероприятия, обеспечивающие его непогружение в воду. Полость головки выполнена герметичной, вода подается по трубке 15 (фиг. 2) 5 10 15 20 гь 30 35 40 45 50 55 60 65 и сливается через трубку 1 б, заборное отверстие которой находится ниже уровня торца; воздушный пузырь, образующийся в верхней части полости, не дает воде заливать верхний торец ппеобразователя.Другим вариантом охлаждения, обеспечивающим отсутствие дополнительных потерь, может быть охлаждение водяным туманом.Головка крепится на ползушке механизма подачи с помощью винтового зажима 17, или же встраивается без расчета на частый съем (фиг. 4),Для повышения точности перемещения ползушки 18 (фиг, 4 и 5) механизма подачи инструмента и для облегчения ее хода применены направляющие 19 качения, обеспечивающие высокую чувствительность механизма,Вес подвижных частей уравновешен грузом 20, подвешенным на коромысле 21, причем для легкости хода применены ножевые опоры, Для плавности хода ползушки предусмотрен масляный демпфер 22, Наличие обратного клапана в поршне демпфера обеспечивает разную степень демпфирования при ходе в разные стороны,Привод ползушки осуществляется от соленоида 23. Усилие подачи равно разности избыточного веса (по отношению к противовесу) подвижных частей и тягового усилия соленоида.Изменение тягового усилия достигается регулированием тока в обмотке соленоида посредством автотрапсформатора 24. Кнопка 25 предусмотрена для быстрого отвода инструмента, отводимого периодически для подачи порции свежей абразивной суспензии в зону резания, например, при сверлении на большую глубину. Вместо кнопочного ручного включения периодического отвода может быть также применено включение с помощью реле времени, работающего по заданному циклу.Штурвал 2 б (фиг. 5) предназначен для установочного вертикального перемещения ползушки, При его повороте втулка 27 заклинивает посредством шарикового упорного устройства 28 реечную шестерню 29, свободно вращающуюся на валу 30. Пружинный тормоз 31 служит для обеспечения плавности хода при ручном перемещении и для стопорения.Для уменьшения усилия подачи, которое требуется па выходе при сверлении сквозных отверстий, предусмотрены переставной упор 32 (фиг, 4) и плунжер 33, поджатый пружиной 34. При ходе ползушки вниз упор наталкивается на плупжер и сжимает пружину, вследствие чего уменьшается усилие подачи. При повороте кольца Ж цанга 36 заклинивает ползушку в корпусе 37, что устраняет передачу усилия зажима инструмента на прецизионные направляющие качения.В широко универсальном варианте выполнения станка, а также при необходимости изменения усилия подачи по заданной программе, привод ползушки может осуществляться электрическим двигателем с мягкой характеристикой, работающим в заторможенном (моментом) режиме.Вместо описанной выше блочной системы уравновешивания с коромыслом на ножевых опорах может быть применена следующая система.Ползушка приводится в движение от электрического двигателя 38 через редуктор 39, 40 и реечную передачу 41, 42. Вес подвижных частей уравповецец грузом 43, подвешенным на гибкой ленте 44, намотанной ца барабан 45, оцепленный реечным зацеплением с ползушкой, Рукоятка 46 служит для выполнения установочных перемещений ползу шки. Для плавности хода ползушки предусмотрен масляный демпфер 47.Схема включения двигателя для случая применения асинхронного сервомотора показана на фиг. 7, Потецциометр К служит для регулирования усилия подачи, а трехпозиционцый переключатель П - для переключения направления подачи (подача - стоп-отвод).Абразивная суспензия подается в зону резания центробежным насосом. Часть потока, поступающая нз камеры 48 (фиг. 8) в бачок насоса, используется для перемешивания абразива. Шнек 49 препятствует попаданию абразива в электродвигатель,В соответствии с другим вариантом для перемешивация суспецзии часть потока, нагнетаемого насосом 5 (фиг. 1), направляется в его бак це через отверстия нагнетательной камеры, а из общего трубопровода 50 через дополнительные сопла 51.От насоса по шлангу суспензия подается в зону резания через спреерцую воронку 52, охватывающую концентратор, или через соп. ла.Для стока суспецзии стол выполнен в виде решетки 58, а вокруг стола прорезаны наклонные желоба, Через отверстия решетки суспензия попадает в полость стола, откуда по шлангу 54 стекает обратно в бак насоса.Ламповый илц другой генератор, питающийакустическую головку, смонтирован самостоятельным устройством. Отличительной его особенностью является применение выходного трансформатора без ферромагнитного сердечника. Применение такого трансформатора повыш а ет к.п,д, генер а тор а,10П редмет изобретения1. Станок для ультразвуковой обработкиконсольного типа с двухкоординатным сто 15 лом и вертикально перемещающейся на направляющих качения инструментальной головкой, отличающийся тем, что, с целью погышенця его к,п.д., преобразователь колебаний подвешен к инструментальной головке по 20 средством тонкостенного стакана, связанногос инструментальной головкой через массивный флацец.2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что,с целью устранения излучения ультразвука25 свободным торцом преобразователя колебаний, для отвода охлаждающей жидкости изего полости применена трубка, срез которойрасположен ниже уровня свободного торцапреобразователя,З 0 Я. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что, с целью уменьшения усилия подачи, инструментальная головка уравновешена электромагнитом, связанным с головкой посредствомрычажной системы и управляющим усилием35 подачи за счет изменения тягового усилия.4, Станок по пп, 1, 2 и 3, отличающийсятем, что, с целью равномерной подачи абразивной суспензии в зону обработки, наконечник подвода суспензии выполнен в виде труб 40 чатого кольца с отверстиями, охватывающегоконцентратор.едактор Р. А. Киселева Техред Л. Бриккер Корректоры: С. Н. Соколова и О, Б. Тюрина аказ 3914/1 Тираж 800 Формат бум. 60;(90/з Объем 0,73 изд. л. Подписно НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ГССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4ипография, пр. Сапуно