Ультразвуковая неразъемная матрица

 

"

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЗОИ86

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПЕ, В 06Ь 3/00

В 21с 23, 00

В 21с 25/02

В 29g 2/00

Заявлено 23.VI.1970 (№ 1446302/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21 lV.1971. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 9Л 1.1971

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Соеете хсинистрое . СССР

УДК 621.983.1:534-8 (088.8) Авторы изобретения Ю. И. Китайгородский, Е. Д. Мезинцев, Б. В. Хилков и К. В. Хилков

Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ НЕРАЗ ЬЕМНАЯ МАТРИЦА

Предлагаемое устройство относится к области ультразвуковой техники и может быгь использовано для обработки материалов давлением (экструдирование, выдавливание, вытяжка и т. д.) с наложением ультразвуковых колебаний.

Известны устройства для обработки металлов давлением в ультразвуковом поле, в которых матрица устанавливается или на торце полуволновой опоры стержневой системы продольных колебаний, или на торце дополнительного маги итострикционного преобразователя продольных колебаний.

В известных стержневых системах статические усилия к обрабатываемому металлу передаются через фланцы, расположенные в узлах смещения стоячей волны продольных колебаний. Фланцы работают на срез. Толщина их ограничена условием эффективности развязки колебательной системы от массы машины. Диаметр внутренней окружности фланцев также ограничен тем, что поперечный размер стержневой системы продольных колебаний не может превышать /а длины ультразвуковой волны. В системе продольных колебаний подводимая колебательная мощность ограничена мощностью максимум двух двигателей продольных колебаний.

Перечисленные недостатки не позволяют пименять известные устройства для обработки материалов давлением с использованием в зоне деформации больших статических и динамических нагрузок.

Предлагаемое устройство .позволяет решить задачу обработки материалов давлением в ультразвуковом поле с использованием больших статических и динамических нагрузок в зоне деформации, Цель предложения заключается в обеспе10 чении работы обжимающего устройства при больших статических нагрузках в режиме возбуждения ультразвуковых колебаний, имеющих большую поперечную составляющую смещения, нормальную к поверхности обра15 батываемого изделия. Указанный тип колебаний в отличие от продольных позволяет получить существенное снижение сил трения на контактных поверхностях обжимающего устройства и уменьшить статические усилия обработки.

Обжимающее устройство — матрица выполняется в виде толстостенной цилиндрической оболочки, в которой возбуждают ультразвуковые колебания на резонансе моды, обеспчивающей «а обжимающей поверхности одну или несколько замкнутых линий пучностей поперечного (нормального) смещения и на торLGBotI H0BcpxII0cTH одну или несколько линий узлов смещения. Возбуждающая сила подается на матрицу с помощью магнитострик301186

Составитель И. Гольденберг

Редактор С. И, Хейфиц Техред 3. Н. Тараненко Корректор О. Б, Тюрина

Заказ 1403/5 Изд. № б11 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раушская иаб„д, 4/5 типография, лр. Сапунова, 2 ционных преобразователей, установленных на внешней боковой поверхности матрицы перпендикулярно к ней в зонах, соответствующих пучностям поперечного смещения. Количество преобразователей, возбуждающих матрицу, практически ограничено только их габаритами.

Акустическая развязка матрицы с массой машины обеспечивается посредством кольцевых опор, имеющих форму выступов и расположенных по линиям нулевого смещения на торцовой поверхности матрицы. Опоры воспринимают статические нагрузки и работают на сжатие, что в прочностном отношении значительно эффективнее работы фланцев на срез в устройствах стержневых систем продольных колебаний.

На фиг. 1 изображена ультразвуковая матрица, возбуждение которой производится магнитострикционными преобразователями продольных колебаний. Даны эпюры амплитуды колебательного смещения на боковой и торцовой поверхностях матрицы.

На фиг. 2 изооражепа ультразвуковая матрица, возбуждаемая магнитострикционными преобразователями радиальных колебаний.

К толстостенному цилиндру 1 в середине по высоте и перпендикулярно боковой поверхности прикреплены магнитострикционные преобразователи 2. Внутренняя поверхность цилиндра в пучности колебательного смещения сужается, образуя поясок 8 обжатия, Цилиндр опирается на станину машины 4 через кольцевую опору 5.

Магнитострикционные преобразователи воз5 буждают в толстостенном цилиндре осесимметричные радиально-изгибные колебания.

При этом собственная частота колебаний преобразователей равна частоте резонанса моды колебаний цилиндра, создающей на обжи10 мающей поверхности одну или несколько линий пучностей поперечного (нормального," смещения.

Предмет изобретения

Ультразвуковая неразъемная матрица для пластической обработки материалов под статической нагрузкой, выполненная в виде толстостенной цилиндрической оболочки, внутренняя поверхность которой образует зону обжатия, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы матрицы в режиме ультразвуковых колебаний, имеющих большую поперечную составляющую смещения, магнитострикционные преобразователи установлены на внешней боковой поверхности матрицы перпендикулярно к ней в зонах, соответствующих пучностям поперечного смещения, а на торцовой поверхности матрицы, воспринимающей статические нагрузки, по линиям нулевого смещения расположены кольцевые опоры, имеющие, например, форму выступов.