Ультразвуковой инструмент

 

ОПИСАНИЕ:.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Сееетскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 12.1275 (21) 2198640/25-08 с присоединением заявки,% г (51) М. Кл.

В 23 P 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК

621.9.047 (088.8) (43) Опубликовано 050978,Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 310778 (72) Авторы изобретения

Ю. И. Морозов и Б. М. Кузьмиченко (71) Заявитель

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУМЕНТ (54) Изобретение относится к области электроискрового нанесения покрытий за счет пропускания однополярных импульсов тока через разрядный промежуток электрод-деталь, создаваемый ви- 5 брацией электрода. Изобретение может быть использовано для покрытия, легирования и восстановления рабочих поверхностей электрических контактов, деталей трения, Режущего инструмента,10 штампов, поверхностей под сварку или пайку и т. и.

Поскольку при электроискровом нанесении покрытие формируется из отдельных точек переносимого с электро-1о да на деталь материала, качество покрытия завиоит от частоты вибрации электрода. С увеличением частоты от

100 до 400 Гц шероховатость покрытий уменьшается от 24 до 8 мкм. Поэтому увеличение частоты вибрации электрода является одним из эффективных методов улучшения качества покрытий.

Известно ультразвуковое устройство содержащее симметрично и акустически последовательно расположенные пьезокерамический преобразователь электрических сигналов в ультразвуковые ко.лебания, трансформатор колебаний и волновод в виде камертона, которое предназначено для передачи электрической энергии 11)

Цель изобретения — повышение качества покрытий.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковом инструменте, содержащем симметрично и акустически последовательно расположенные преобразователь электрических сигналов в ультразвуковые колебания, трансформатор колебаний и волновод в виде камертона, камертон снабжен приспособлением для дополнительной акустической нагрузки, выполненным в виде шарика, установленного в лунках ножек камертона, или двух шариков, установленных в лунках ножек камертона и разжатых пружиной.

На фиг. 1 изображен ультразвуковой инструмент с дополнительной акустической нагрузкой в виде шарика;на фиг. 2 — то же, с дополнительной акустической нагрузкой в виде двух шариков.

Инструмент состоит из симметрично и акустически последовательно расположенных пьезокерамического или магнитострикционного преобразователя высокочастотных электрических сигналов в ультразвуковые. колебания 1, тран3 6226 сформатора колебаний 2 и камертона 3 несущего между ножек металлический шарик 4 и на свободном конце нижней ножки электрод 5, касающийся . поверхности детали б.

Трансформатор 2 и камертон 3 вы- Ь полнены из одной заготовки или соединены методами сварки, свинчивания или эапрессовки. Шарик 4 установлен в лунках ножек камертона 3, выполненных в местах пучности акустической волны. 39

Электрод 5 закреплен винтом 7 в отверстии, сделанном в месте акустической волны на свободном конце нижней ножки камертона 3.

Инструмент, изображенный на Фиг. щ

1 работает следующим образом.

Волна ультразвуковэй колебательной энергии, созданная преобразователем

1 и усиленная ;трансформатором 2, передается камертону 3. В результате вэа- З имодействия волны в местах пучности с шариком 4, являкщимся акустической нагрузкой, ножки камертона 3 совершают высокочастотное колебательное дви« жение, обуславливающее вибрацию электрода 5, амплитуда которой увеличивается при резонансной настройке камертона 3.

В образующийся разрядный промежуток электрод 5 - деталь 6 посылают однополярные импульсы тока от отдель- ® ного генератора искр (не показан на чертеже), в результате чего происходит перенос материала электрода 5 и формирование покрытия на поверхности детали. 6. 35

Колебательное движение ножек каме1. тона 3 является результирующим, поскольку при прохождении через него акустической волны имеют место одновременно продольные и поперечные ко- 40 лебания, которые приводят к образованию разрядного промежутка, а продольные вызывают .сканирование разрядов вдоль разрядного промежутка, что способствует равномерному осаждению пере-45 носимого с электрода 5 материала на поверхность детали 6. Нужное соотношение амплитуд продольных и поперечных колебаний достигается подбором конструктивных параметров трансформа- 50 тора 2 и камертона 3, в том числе иэгибной жесткости ножек камертона 3.

Благодаря расположению электрода

5 в месте пучности акустической волны взаимодействие его с деталью 6 сведено к минимуму. Поэтому амплитуда колебаний электрода 5 зависит от величины дополнительной акустической нагрузки, в данном случае шарика 4.

11 ф

Вследствие вынужденного вращения шарика 4 в лунках ножек камерТона 3 износ шарика 4 равномерный и минимальный, что обеспечивает стабильность колебаний электрода 5 при обработке любых деталей. Это особенно важно при обработке малогабаритных деталей, на,пример блоков колец диаметром до 1 мм. и фольги толщиной до 50мкм. В связи с тем, что такие детали представляют собой очень малую акустическую нагрузку, без дополнительной акустической нагрузки инструмент работает неустойчиво даже в случае расположения электрода 5 в месте пучности волны.

Инструмент,изображенный на Фиг. 2 отличается от рассмотренного тем, что дополнительная акустическая нагрузка выполнена в виде двух шариков 4, разжатых пружиной 8.

Этот инструмент работает аналогично инструменту, изображенному на фиг.

1. Наличие двух шариков 4 упрощает подстройку камертона 3 в резонанс подбором их массы, а наличие пружины 8 обеспечивает плавность колебаний ножек камертона 3.

С помощью предлагаемого ультразвукового инструмента при частоте 25000

1ц пс-учены покрытия различных деталей контактными и твердыми сплавами на основе карбидов вольфрама и титана с шероховатостью до 1 мкм.

Формула изобретения

1. Ультразвуковой инструмент для электроискрового нанесения покрытий, содержащий симметрично и акустически последовательно расположенные преобразователь электрических сигналов в ультразвуковые колебания, трансформатор колебаний и волновод в виде камертона, отличающийся тем, что, с целью .повышения качества покрытий, камертон снабжен приспособлением для дополнительной акустической нагрузки, выполненным в виде шарика, установленного в лунках ножек камертона.

2. Ультразвуковой инструмент по и. 1, отличающийся тем, что приспособление для дополнительной акустической нагрузки выполнено в виде двух шариков, установленных в лунках ножек камертона и разжатых пружиной.

Источники информации„ принятые во внимание при з;,=пертизе:

1. Авторское,сэк;;етельство СССР

9 459265, кл. В 06 В 1/08, 1970.