Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки


B23B37B24B1/04 -

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУ ЮНТ ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий чашечный нож с кольцевым пьеэокерамическим преобразователем, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработки за счет повьш1ения жесткости инструмента , в него введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементь;, а наружная часть установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (s11ф В 23 В 37/00; В 24 В 1/04

/ списочник изоьгст ния / "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3651565/25-08 (22) 10.10,83 (46) 23.07,85, Бюл. Ф 27 (72) В.А.Федорцев и Н.И.Каленкович (71) Минский радиотехнический инсти-тут и Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.9.048(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 863194, кл. В 23 В 27/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 917948, кл. В 23 В 37/00, 1973.

„„Я0„„1168347 А (54) (57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУИЕНТ

ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий чашечный нож с кольцевым пьеэокерамическим преобразователем, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработки за счет повышения жесткости инструмента, в него введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементы, а наружная часть установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.

1168347 изобретение относится к устройст вам для механической обработки металлов, преимущественно труднообрабатываемых, при воздействии ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Целью изобретения является улучшение качества обработки за счет повышения жесткости инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в инструмент для ротационной обработки введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезо1 элементы, а наружная часть втулки установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.

На чертеже изображена рабочая часть ультразвукового инструмента для ротационной обработки, разрез.

Инструмент содержит чашечный нож

1 с установленным внутри него на опоре 2 деформирующим шаром 3. Чашечный нож 1 и шар 3 посредством специальной резьбовой державки 4 крепятся к торцу втулки 5, который в виде конического концентратора (отверстия под ключ в державке 4 не показаны).

Во втулке 5 имеется внутренняя полость 6, в которой на цилиндрическом хвостовике 7 размещены пьезоэлементы 8. Пьезоэлементов нечетное число, в данном случае семь. Дисковые пьезокерамические кольца разделены по металлизированным торцам тонкими прокладками 9 из мягкой (отожженной)меди, которые служат для образования электрической связи между одHQIIoJIfocHblMH торцами колец.

Связь осуществляется с помощью многожильных медных изолированных проводников 10.

Акустическая связь дисковых колец 45 между собой и втулкой 5 обеспечивает ся затяжкой с помощью круглых гаек

11 через текстолитовое кольцо 12 с жесткой латунной шайбой 13, которая служит также токопроводяшим элементом для подачи напряжения на пакет пьезоэлементов через токосъемники 14, соединенные с ультразвуковым генератором (не показан).

Для предохранения электрических у контактов от попадания металлической стружки и смивающе-охлаждающей жидкости токосъемники следует закрывать специальным кожухом (крышкой с уплотнением (не показаны) .

Вторым электродом служит корпус

15 инструмента, который для обеспече— ния электробезопасности при работе инструмента необходимо заземлять.

Втулка 5 после сборки пакета пьезоэлементов 8 устанавливается в корпусе 15 на опорных подшипниках 16, причем зазоры в них и затяжка последних регулируется с помощью круглых гаек 17.

Перед работой ультразвуковой инструмент, смонтированный в поворотном корпусе 15 с помощью цилиндрического хвостовика 18 с лимбом, устанав ливается в инструментодержателе 19, который кренится в резцедержателе токарного станка (не показан). При этом положение настроенного на обработку чашечного ножа 1 относительно обрабатываемой детали (не показана) фиксируется болтами 20, а положение деформирующего шара 3 — винтом 21.

Перед началом обработки детали на пьезоэлементы подается высокочастотное напряжение, частота которо" го зависит от их геометрии. Амплитуда ультразвуковых колебаний пакета максимальна при совпадении частоты подаваемого напряжения и собственной резонансной частоты системы — пакет пьезоэлементов и режущая часть инструмента.

Рабочие элементы инструмента (резец и шар) в этом случае одновременно воздействуют на поверхностный слой детали ультразвуковыми колебаниями, при этом интенсивность (производительность) процесса обработки возрастает, а качество обрабатываемой поверхности улучшается, Отличительной особенностью конструкции и компановки ультразвуковоI го инструмента является то, что установка пьезоэлементов во внутренней полости вращающейся втулки на ее цилиндрическом хвостовике позволяет максимально приблизить пакет пьезоэлементов к рабочему торцу конического концентратора втулки, что делает устроиство компактным.

Это позволяет уменьшить вылет рабочей части инструмента из опорных подшипников и увеличить жесткость конструкции инструмента, а значит и уменьшить ее вибрации, возникакпцие при обработке, что существенно сказ 1 зывается на повышении качества обработки. Расстояние между торцом пакета пьезоэлементов, обращенного к рабочей части инструмента, и режущей кромкой чашечного ножа и рабочей частью деформирующего шара должно составлять (или быть кратным) четверть длины волны ультразвуковых колебаний в системе втулка-чашечный резец (шар), чтобы обеспечить эффективные ультразвуковые колебания на режущей кромке чашечного ножа.

Выполнение инструментодержателя

19 и установка в нем поворотного корпуса 15 позволяет использовать конструкцию не только для точения и накатывания наружной поверхности, но и для растачивания с одновремен168347 4 ным обкатыванием, а также производить обработку плоских поверхностей фрезерованием или строганием с накатыванием при использовании соответствующих данным способам обработки металлорежущих станков.

Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки благодаря наличию в нем пьезокерамического преоб1О разователя может использова.ься в качестве инструмента с датчиком динамических характеристик процесса комбинированной ротационной обработки, например параметров вибраций, имеющих место при неравномерности режимов обработки. Это можно осуществить при использовании соответствующей измерительной аппаратуры.

Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки 

 

Похожие патенты:

 

Наверх