Устройство для обработки металлов давлением с наложением акустических вибраций

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ С НАЛОЖКНИЕМ АКУСТИЧЕСКИХ ВИБРАЦИЙ, содержащее установленные на станине неподвижный рабочий инструмент, вибратор, а также рабочий инструмент с приводом в виде силового цилиндра, шток поршня которого связан с подвижным инструментом. отличающее ся тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено рамкой, размещенной в полости силово .i го цилиндра . и закрепленной на его поршне, а излучателями-отражателями колебаний, один из которых смонтирован в рамке, а два других - с. противоположных концов вибратора, а также установленным в порпне и штоке силового цилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси акустическим волноводом с акустическим отражателем и механизмом ограничения его переме щения, и уплотнительной диафрагмой, размещенной на волноводе, при этом между-неподвижным рабочим инструментом и станиной размещена прокладка, выполненная из материала с иной, чем (Л у рабочего инструмента акустической проводимостью, а волновод установлен с возможностью взаимодействия с неподвижным рабочим инструментом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) ()1) (21 ) 350 37 35/25-27 (22) 25. 10. 82 (46 ) 23,06. 84, Бюл, )) 23 (72) С.A.Âîëêîâ,. С.A. Евтюков и A.A.Ðóìÿíöåâ (71) Ленинградский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный инс титут (53) 621.967 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

)) 882709, кл. В 23 D 23/00, В 23 D 31/00, 21.11.79 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ С НАЛОЖЕНИЕМ АКУСТИЧЕСКИХ ВИБРАЦИИ, содержащее установленные на станине неподвижный рабочий инструмент, вибратор, а также рабочий инструмент с приводом в виде силового цилиндра, шток поршня которого связан с подвижным инструментом, »/ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно снабжено рамкой, размещенной в полости силового цилиндра . и закрепленной на его поршне, а излучателями-отражателями колебаний, один из которых смонтирован в рамке, а два других - с противоположных концов вибратора, а также установленным в поршне и штоке силового цилиндра с воэможностью перемещения вдоль его оси акустическим волноводом с акустическим отражателем и механизмом ограничения его переме" щения, и уплотнительной диафрагмой, размещенной на волноводе, при этом между неподвижным рабочим инструментом н станиной размещена прок, падка, 1 выполненная из материала с иной, чем у рабочего инструмента акустической проводимостью, а волновод установлен с возможностью взаимоцействия с неподвижным рабочим инструментом.

1098693

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для выполнения операций отрезки, штамповки и прессования с вибрацией.

Известно устройстВо для обработки металлов давлением с наложением акустических вибрациЯ, содержащее установленные на станине неподвижный рабочий инструмент, вибратор, а также рабочий инструмент с приводом в виде силового цилиндра, шток поршня которого связан с рабочим инструментом 13

Устройство обладает пониженным

КИД, что связано с повьшкнными потерями энергии.

Целью изобретения является повыШение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для обработки металлов давлением с наложением акустических вибраций, содержащее установленные на станине неподвижный рабочий инструмент, вибратор, а также рабочий инструмент с приводом в виде силового цилиндра, шток поршня которого связан с рабочим подвижным инструментом, снабжено рамкой, размещенной в полости силового цилиндра и закрепленной на его поршне, и излучателями-отражателями колебаний, один иэ которых смонтирован в рамке, а два других - с противоположных концов вибратора, а также установленным в поршне и штоке силового цилиндра с возможностью перемещения вдоль его оси акустическим волново;:дом с акустическим отражателем и механизмом ограничения его переме.щения, и уплотнительной диафрагмой, размещенной на волноводе, при этом между неподвижным рабочим инструментом и станиной размещена прокладка, выполненная из материала с иной, чем у рабочего инструмента акустической проводимостью, а волновод установлен с возможностью взаимодействия с подвижным рабочим инструментом.

На фиг. 1 изображен узел размещения в устройстве рабочих инструментов; на фиг. 2 — конструкция гидроцилиндра привода; на фиг. 3 - узел1 на фиг. 1.

На станине 1 закреплены силовой цилиндр 2 привода, подвижный инстру» мент 3, укрепленный на штоке 4, и неподвижный рабочий инструмент 5.

Параллельно оси (или по оси) поршня

6 штока 4 в них выполнено отверстие, в котором располагается акустичеспомощью кольца 10, удерживающего полукольца 11, входящие в пазы 12 волновода 7. Вибратор 13 снабжен концентратором 14 и акустическим излучателем-отражателем 15 в форме

5 рупора„ Вибратор 13 и инструменты

3 и 5 закрепляют соответственно на цилиндре 2, штоке 4 и станине 1 в узлах колебаний фиксаторами 16, например болтами, а расстояния между

10 ними выбирают таким образом, чтобы на акустическом излучателе-отражателе 15, торцах волновода 7,а также на обрабатываемой заготовке, располаганхцейся между инструментом 3 и 5, 15 находились прочности колебаний. Кроме закрепления фиксаторами 16 инструмента 5 он опирается на станину

1 через прокладку 17, являющуюся акустической изоляцией, для чего прокладку выполняют из материала с иной акустической проводимостью, чем у рабочего инструмента, что дает отражение волн. длина инструмента выполнена такой, что торцовая

его опора и прокладка 17 находятся в узле колебаний. Это позволяет получить стоячую волну, отражаемую от прокладки 17 в обрабатывемую заготовку. В рабочей полости размещена рамка 18, на которой крепится вибратор 13, снабженный дополнитеЛьным акустическим излучателем- отражателем 19, установленным на нерабочМИ торце вибратора 13, а на рамке на расстоянии четверти длины волны, распространяющейся в рабочей жидкос-. ти, расположен отражатель 20, что необходимо для снижения потери колебательной энергии через торец гидроцилиндра 2. Заготовка 21 размещает40 ся между инструментом 3 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкость подается в рабочую полость силового цилиндра 2

45,и воздействует на поршень 6 через него на шток 4 и на основание инструментом 3. Это вызывает статическое усилие на обрабатываемой заготовке, опиракщейся на неподвижный инструмент 5, а через него - на прокладку

17 и станину 1. Одновременно с закладкой заготовки включается вибратор 13. Соотношение размеров инстру-:мента 3 и 5, волновода 7 и расстоя,Йия между рупорами 8 и 15 позволяет получить стоячие волны с максимальной величиной амплитуды в разрезаемой заготовке 21, что вызывает динамическую вибрационную нагрузку, суммирующуюся со статической. кий волновод 7 с акустическим отра- Меньшая скорость распространения жателем 8 "а конце в Форме рупора. звука в рабочей жидкости по сравнена волноводе 7 установлена уплотнй- нию с металлом вблновода 7 обеспечительная диафрагма 9 воротникового вает то, что ход поршня лрактичестипа, эакрепляемая на,поршне 6 с gg ки не выводит отражатель 8 из зоны

3 1098693 а

Фиг. 3

ВНИИПИ Заказ 4308/9 Тираж 1037 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 пучности с максимальной величиной амплитуды (фиг. 1, линии Н и К означающие начало и конец хода). расстояние от излучателя до поршня 6 подбирается таким образом, чтобы зона действия максимальной амплитуды совпадала с зоной перемещения режущей кромки подвижного инструмента, в которой имеет место максимальное усилие обработки. Наличие прокладок 17 в узле колебаний практически исключает передачу вибрации на станину 1. формы рупоров, приданные излучателю-отражателю 15 и отражателю 8 волновода 7, позволяют направлению сконцентрировать акустическую волну в узкой зоне объема ра- бочей жидкости, не допуская ее поте ри и передачи на корпус гидроцилиндра 2.фиксаторы 16 ножа 5 обеспечивают возможность малых перемещений в плоскости ножа, что необходимо для коммутации сдвига акустической волны, вызванной ходом поршня 6, и внедрения ножей 3 и 5 в разрезаемую заготовку 21. Фиксаторы 16 ножей 3 и 5 фактически служат для восприятия боковых нагрузок, возни. кающих из-за момента от внецентренного воздействия инструментов 3 и 5. на заготовку 21.

Для сокращения размеров цилиндра может быть убран концентратор 14 или излучатель-отражатель 15 приближен к отражателю 8 так, чтобы они оба находились в одной пучности колебаний. Но оба варианта снижают эффективность воздейсТвия вибрационной нагрузки. В первом случае не удается увеличить амплитуду колебаний, 5 а во втором из-за малого зазора отраженные волны более жестко действуют на вибратор, понижая его долговечность. Для малых гидравлических ножниц, применяемых в виде меха10 низированного ручного инструмента, можно применять вибратор беэ концентратора, излучателем которого является торец, расположенный в одной пучности (т.е. с малым эа(5 зором), с пластиной, соответствующей площади торца и жестко укрепленной на торце волновода 7. Для ручного инструмента особо малых размеров волноводом может быть поршень со штоком и в этом случае торец вибратора (излучателя) распс лагается в одной пучности с торцом поршня.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным практически исключает потерю вибрационной энергии, что приводит к снижению энергоемкости за счет увеличения КПД устройства, снижению уровня шума и вибрации на рабочем месте, исключению воздействия вибрации на рабочем месте, исключению воздействия вибрации на оператора и к повышению долговечности устройства.