Способ ультразвуковой обработки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п1869846 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.04. 78 (21) 2602162/25-08 (5l)M. Кл.

В 06 В 3/00//

В 24 В 1/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР, ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень № З7

Дата опубликования описания 10 ° 10 ° 81

{.53) УДК 621.9.

° 048.6 (088.8) 1 г

Ю.А. Шигарев, Г.В. Птицын и В.А. Волосатов ! (72) Авторы изобретения

1 : :,I ф . .., 1

Производственное объединение турбостроени

"Ленинградский металлический завод",1 (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к механической обработке материалов при воздействии ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен способ обработки материа5 лов резаньем с наложением ультраввуковых колебаний на инструмент, при котором измеряют частоту максимального поглощения ультразвука обраба10 тываемым материалом и накладывают ее на инструмент в процессе обработxH C.12Способ не позволяет оценить полностью реакцию нагрузки и компенсиро15 вать рассогласование колебательной системы.

Известен также способ ультразвуковой обработки, при котором осуществляется предварительная настройка концентратора на резонансную частоту преобразователя на холостом ходу, а масса инструмента определяется из условия ттт =2Р0 "cg . где P— номинальное усилие подачи а -. резонансная амплитуда концентратора на холостом ходу, (И вЂ” круговая резонансная частота вибратора (2 ).

Это обеспечивает компенсацию рассогласования акустического узла преобразователь-концентратрр, обусловленную реакцией .обрабатываемой детали на усилие подачи. Способ позволяет учесть только реакцию обрабатываемой детали на усилие подачи, в то время как рассогласование происходит также под действием других факторов (например, крутящего момента при ультра- звуковом нарезании резьбы).

Цель изобретения — уменьшение потерь энергии путем компенсации рассогласования акустической системы при максимальной реакции нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что акустическую колебательную систему преобразователь-концентраторинструмент, предварительно настраивают на холостом ходу в резонанс

869846

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 8708/12 Тираж 530 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на собственную частоту преобразователя е . Ведут обработку детали. до набора станком максимальной технологи-, ческой нагрузки, при которой измеряют резонансную частоту „акустической системы. Отводят инструмент от обрабатываемой детали и акустическую систему перестраивают на частоту

f=2f -fH путем изменения характерисО тик инструмента или концентратора, 1g например удлиняя или укорачивая их или изменяя массу. Способ основан на том, что изменение резонансной частоты акустической колебательной системы преобразователь-инструмент„ обусловленное реакциями обрабатываемой детали, компенсируется соответствующим подбором характеристик инструмента или концентратора.

Например, ультразвуковое нарезание М76 х 6 резьбы по предлагаемому спосдбу метчиком реализуется следующим образом.

В режиме хЬлостого хода акустическую колебательную систему ультразвукового резьбонарезного станка настраивают на собственную частоту преобразователя f. =22 кГц путем выбора раз- о меров концентратора и метчика, обеспечивающих их собственную частоту, равную собственной частоте преобразователя. Начинают обрабатывать деталь: по мере входа заборной части метчика в деталь увеличивается технологическая нагрузка (крутящий момент) на инс".румент. Резонансная частота колебательной системы измеряется частотомером. При максимальной технологической нагрузке, которая измеряется станцией, резонансная частота системы становится равной Х1 =

=24 кГц..Замерив частоту останавливают обработку и отводят инструмент от детали. На холостом ходу акустичес. кую систему перестраивают на частоту f=2f -f1 =2 х 22 — 24 =20 кГц 4> о путем, например, закрепления дополнительной массы на хвостовике метчика, После того продолжают обработку.

Частота f = 20 кГц настроенной

Н таким образом системы смещена относительно собственной частоты вибратора

Хо=22 кГц на величину, равную М=ГН"

-f+24-22=2 кГц в сторону, противоположную изменению резонансной частоты под действием обрабатываемой детали.

На холостом ходу амплитуда колебаний инструмента мала. По мере-увеличейия технологической нагрузки на инструмент резонансная частота системы смещается в направлении собственной частоты внбратора,, амплитуда колебаний инструмента возрастает.

При достижении технологической нагрузкой максимального значения резонансная частота системы становится равной собственной частоте преобразователя fp. В этом случае преобразователь и вся колебательная система работают в оптимальном режиме и амплитуда колебаний инструмента максимальна.

Предложенный способ ультразвуковой обработки позволяет реализовать резонансную настройку акустической системы станка в режиме максимальной технологической нагрузки на инструмент, что обеспечивает достижение необходимой амплитуды колебаний инструмента без увеличения потребляемой мощности.и тем самым повышает КПД акустической системы.

Способ ультразвуковой обработки, при котором учитывают изменение резонансной частоты оакустической колебательной системы присоединенной массой инструмента, которую определяют с учетом номинального статического усилия при подаче инструмента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь энергии за счет компенсации рассогласования системы под действием нагрузки, замеряют резонансную частоту акустической системы при максимальной реакции нагрузки Ю1 и перестраивают систему на частоту f 2fo f)i

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 325998, кл. В 06 В 1/00, 1969.

2, Авторское свидетельство СССР

9 546390, кл. В 06 В 3/00, 1974

{прототип).