Колебательное устройство головки ультразвукового станка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (,763005 (61) Дополнительное н авт. свид-ey— (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2542876/18-10 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опублииоваио150980. Бюллетень йо 34 (51)М. Кл.з

В 06 В 3/00

I осударственный комитет

СССР ио делам изобретений и откр ыти и (53) УДК 534. 86 (088. 8) Дата опубликования описания 150980 (72) Авторы изобретен и я

1О.А. Шигарев, Г.В. Птицын, В.А. Волосатов и A.Ä.Ôàäååâ

Производственное объединение турбостроения " Ленинградский металлический завод (71). Заявитель (54) КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ГОЛОВКИ

УЛЬТРАЗВУКОВОГО СТАНКА

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при конструировании колебательных устройств ультразвуковых станков.

Известна колебательная система ультразвукового станка, выполненная в виде вибратора с переходным волноводом-концентратором и расположенного в плоскости узла смещения волновода крепежного фланца, осуществляющего крепление колебательной системы в корпусе головки станка (1) .

Такая конструкция колебательной системы не позволяет достигнуть вы- 15 сокой точности обработки на станке.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному по своей технической сущности является колебательное устройство головки ультра- 20 звукового станка, содержащее вибратор и волновод-концентратор с пазами, параллельными его оси (2) .

Недостатком этого устройства является низкая точность обработки дета- 25 лей ультразвуковым станком, вызванная тем, что расположение каналов и пазов не препятствует распространению побочных продольных, иэгибных и радиальных колебаний в месте крепле- 30 ния акустической колебательной системы, проникновению акустической энергии в корпус головки станка, что уменьшает КПД системы в целом.

Целью настоящего изобретения является повыаение точности обработки деталей.

Указанная цель достигается тем, что волновод выполнен в виде тонкостенного цилиндра с соосно установленным концентратором, прикрепленным к корпусу головки, причем стенки цилиндра выполнены с пазами, расположенными перпендикулярно оси волновода, а пазы, расположенные перпендикулярно оси волновода, размещены друг от друга и от торца цилиндра на расстоянии, составляющем четверть длины волны иэгибных колебаний в стенке цилиндра на резонансной частоте колебательного устройства.

На фиг. 1 н фиг. 2 изображен общий вид предложенного колебательного устройства головки ультразвукового станка.

Колебательное устройство состоHT из вибратора 1 и волновода, выполненного в виде тонкостенного цилиндра 2 и соосного с ннм концентратора 3.

Фланец 4 расположен в узловой плос763005

45 кости концентратора 3, а наружная поверхность цилиндра зафиксирована в корпусе 5 головки ультразвукового станка по посадке не ниже 2-ro класса точности. Между свободным торцом фланца и корпусом головки установлена тон,кая прокладка 6 иэ звукоизоляционного материала, например, резины. Механическое закрепление колебательной системы в корпусе головки осуществляется винтами 7. В цилиндре 2 выполнены сквозные параллельные оси волновода пазы 8, 9 с взаимным перекрытием высоты цилиндра и перпендикулярные оси волновода пазы 10, 11.

Перпендикулярные оси волновода пазы 10, 11 размещены друг от друга 15 и торца 12 цилиндра на расстояниях, равных Я /4, где ) -длина волны изгибных колебаний в стенке цилиндра на резонансной частоте колебательной системы. Ближние фланцу 20 перпендикулярные оси волновода пазы

10 выполнены примыкающими к внутренней поверхности фланца и разделены узкими перемычками 13.

Крепление инструментов к колебательной системе осуществляется с помощью резьбового отверстия 14 в торце концентратора.

В процессе работы колебательной системы ультразвуковые колебания от вибратора 1 передаются ультразвуковому инструменту (на фиг. не показан), закрепленному в резьбовом отверстии 14. Распространение ультразвуковых колебаний через фланец 3 и стенку цилиндра в корпус 5 головки станка не происходит, так как свободный торец фланца изолирован от корпуса головки звукоизоляционной прокладкой 6, а на цилиндр не передаются ультразвуковые колебания 40 благодаря сквозным пазам 8, 9 и

10, 11. Продольные пазы 8 и 9, взаимно перекрывающие друг друга по всей высоте цилиндра, перерезают стенку цилиндра. Это препятствует распространению радиальных колебаний в любой плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и тем самым уменьшает потери акустической энергии. Поперечные пазы 10 и 11 уменьшают распространение в цилиндре изгибных и продольных ультразвуковых колебаний. Выбранные расстояния между поперечными пазами 10, 11, а также между пазами 11 и торцом цилиндра, равные ) /4, дополнительно уменьшают распространение в нем иэгибных ультразвуковых колебаний, т.к. входное акустическое сопротивление каждого участка стенки цилиндра между поперечными пазами, а также между поперечными пазами и торцом цилиндра в этом случае бесконечно большое для изгибных колебаний на резонансной частоте колебательной системы. При расположении ближних к фланцу поперечных пазов 10 примыкающими к фланцу дополнительно увеличивается входное акустическое сопротивление посадочного цилиндра прохождению продольных ультразвуковых колебаний, т.к. стенки цилиндра оказываются соединенными с фланцем только по узким перемычкам

13 между пазами. Такое расположение поперечных пазов, ближних к фланцу, в совокупности с остальными поперечными пазами 11, разрывающими сплошность стенки цилиндра в продольном направлении, практически полностью устраняет распространение продольных ультразвуковых колебаний в посадочном цилиндре.

Предложенное колебательное устройство позволяет уменьшить побочные колебания волновода, тем самым повышая точность и производительность ультразвукового станка и его КПД.

Формула изобретения

1. Колебательное устройство головки ультразвукового станка, содержащее вибратор и волновод-концентратор с пазами, параллельными его оси, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки деталей, волновод выполнен в виде тонкостенного цилиндра с соосно установленным концентратором, прикрепленным к корпусу головки, причем стенки цилиндра выполнены с пазами, расположенными перпендикулярно оси волновода.

2. Колебательное устройство головки ультразвукового станка по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, пазы, расположенные перпендикулярно оси волновода, размещены друг от друга и от торца цилиндра на расстоянии, составляющем четверть длины волны изгибных колебаниЯ в стенке цилиндра на резонансной частоте колебательного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вероман В.Ю и др., Ультразвуковая обработка материалов, Л., "Машиностроение", 1971, с. 17, рис. 5 "б".

2. Патент CILIA Р 3601084, кл. В 06 В 3/00, 1971 (прототип).

7 б (0

Р (2

luz.2

Составитель В.Мусаэлян

Редактор Е.Абрамова Техреду.Гаврилешко Корректор Г.Решетник

Заказ 6152/9 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоберетний и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4