Устройство для ультразвуковой обработки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i> 679256

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Завалено 200378 (21) 2592772/18-10 с присоединением заввки 1(о(23) Приоритет(51)М. Кл.2

В 06 В 1/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 150879. Бюллетень Йо 3 0

Дата опубликования описании 150879 (53) УДК 5 4 3 . 23 2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Е. Бочаров, И.П. Голямина, В .И. Ковальков, 3, И.Поляков к Н. A. Хлопотунова (71) заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к области ультразвуковой технологии и может быть использовано в прецизионных станках для точной обработки твердосплавных материалов, в ручных ннст5 румен тах ультразвуковой техн ологии (для сварки полимерных пленок, снятия облоя, очистки глубоких отверстий, ультразвуковой гравировки и т.д.), а также ультразвуковых хирургических инструментах.

Известны ультразвуковые инструменты, содержащие преобразователь, концентратор и датчик рабочей амплитуды (1),(2).

Недостатками известных инструментов являются малая точность фиксации амплитуды колебаний инструмента и недостаточный динамический диапазон регистрации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является известный ультразвуковой инструмент (3), содержащий магнитострикционный преобразователь, соеди.ненный с ним концентратор,.выполненный из немагнитного материала, -датчик рабочей амплитуды колебаний, закрепленный на концентраторе и подключенный к регистрирующему устройству.

Ьедостатками известного устройства являются невысокая точность фиксации амплитуды колебаний и узкий динамический диапазон фиксируемых амплитуд вследствие малой чувствительности датчика.

Целью и эобрет ени я явл яетс я повышение точности фиксации амплитуды колебаний и расширение динамического диапазона фиксируемых амплитуд.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве датчик рабочей амплитуды колебаний содержит полый осесимметричный магнитопровод из ферромагнитного материала с внутренней сквозной кольцевой прорезью, кольцевой постоянный магнит, являющийся частью магнитопровада, обмотку, расположенную внутри магнитопровода, втулку из ферромагнитного материала, жестко закрепленную в пучности деформаций концентратора, и центрирующую шайбу, установленную между концентратором и магнитопроводом, при этом магнитопровод установле своей внутренней кольцевой прорезью напротив втулки с зазором.

679256 искажающие показания датчика и, таким образом, снижающие точность его измерений, практически отсутствуют.

Чувствительность датчика предлагаемого устройства в существенно мзньшей степени зависит от частоты, что

5 приводит к повышению тсчности измере ний амплитуды колебаний при изменении внешних условий (нагрузка, изменение температуры и т.п,) . Подходящий выбор зазора в магнитопроводе датчика обеспечивает расширение динамического диапазона фиксируемЫх амплитуд, Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой обработки, содержащее магнитострикци- онный преобразователь, соединенный с ним концентратор, выполненный из немагнитного материала, и датчик рабочей амплитуды колебаний, закрепленный на концентраторе и подключенный к регистрирующему устройству, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фиксации амплитуды колебаний и расширения динамического диапазона фиксируемых амплитуд, датчик рабочей амплитуды колебаний содержит полый осесиммет ричный магнитопровод из ферромагнитного материала с внутренней сквозной кольцевой прорезью, кольцевой постоянный магнит, являющийся частью магнитопровода, обмотку, расположенную внутри магнитопровода, втулку иэ ферромагнитного материала, жестко закрепленного в пучности деформаций концентратора, и центрирующую шайбу, установленную между концентратором и магнитопроводом, при этом магнитопровод установлен своей внутренней кольцевой прорезью напротив втулки с зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вероман В.Ю. Метод измерения амплитуды и исследования формы колебаний ультразвуковых инструментов.

Ультразвуковая техника, ВИИМАШ, М., 1964.

2. Червинский Н,IT. и Вовнобой В.Ь.

Способ измерения амплитуды колебаний ультразвукового вибратора,. Электрофизические и электрохимические методы обработки. M. НИИМАШ, 1976.

3. Гершгал Д,A. Фридман В..М.

Ультразвуковая технологическая аппаратура, М,, Энергия, 1976, с.97-98, 30

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из магнитострикционного преобразователя 1, концентратора 2, выполненного, например, иэ титанового сплава ВТ-14, датчика рабочей амплитуды, который содержит полый осесимметричный магнитопровод 3 из ферромагнитного материала с внутренней сквозной кольцевой прорезью, кольцевой постоянный магнит 4, являющийся частью магнитопровода,Магнитопровод выполнен, например, в виде составной конструкции, представляющей собой пустотелый цилиндр 5, соосно установленный внутри стакана 6 с отверстием в донной час- ти, с противоположной стороны которой установлены жестко соединяющий цилиндр и стакан кольцевой постоянный магнит 4, Кроме того, датчик рабочей амплитуды содержит втулку 7 из ферромагнитного материала, жестко закрепленную (например горячим прессованием или приклейкой ее клеем на основе эпоксидных смол) в пучности деформаций концентратора 2, обмотку 8, расположенную внутри магнитопровода 3 и подключенную к регистрирующему устройству 9.

Магнитопровод закреплен на концентраторе с помощью центрирующей шайбы 10 так, что магнитопровод установлен своей внутренней сквозной кольцевой прорезью напротив втулки с зазором.

Шайба 10 выполнена из материала плохо проводящего акустические волны (например, из фторопласта), расположена вблизи втулки.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подаче электрического сигнала на преобразователь 40

1 в нем возбуждаются механические колебания, которые усиливаются эа счет настройки системы в резонанс и применения концентратора 2. При продольных колебаниях инструмента 45 вследствие эффекта Пуассона изменяется радиальный зазор между втулкой

7 и магнитопроводом 3, при этом изменяются магнитный поток и в обмотке датчика 8 наводится ЭДС, пропорциональная амплитуде колебаний рабочего торца концентратора, которая затем фиксируется регистрирующим устрой-. ством 9, например вольтметром или осциллографом.

В предлагаемом устройстве датчик и преобразователь, являющийся источником электромагнитных полей, простран.ственно разнесены, поэтому наводки, (Ъ 792Г16

Составитель Е.Артамонова

Техред 3 Фанта Корректор О Билак

Редактор С.Хейфиц

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 4652/5 Тираж 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5