Штамп для ультразвуковой штамповки

 

1

Ьк =Г ко-: -;- ФБ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 541560 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено30.06.75 (21) 2150146 /27 с присоединением заявки ¹ —(23) Приоритет— (51) М Ел

В 21 3 13/02//

//В 21 S 5/00

Гаоударотаенный ноиитет

Совета Министроа СССР оо делаи изооретений и открытий

{43) Опубликовано 05.01.77:оюллетень № 1 (15) Дата опубликования описания10.02.77 (53) УДК 621.983.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. A. Довнар, А. М. Григорьев и И. П. Янович (71) Заявитель

Физико-технический институт AH Белорусской ССР (54) ШТАМП ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ШТАМПОВКИ

Изобретение относится к обработке металлов давлением с использованием ультразвука и может найти применение в штамповом производстве при получении изделий со сложной геометрической формой поверхности.

Известен штамп для ультразвуковой штамповки, содержащий верхнюю и нижнюю пли ты со смонтированными на них соосно пуансоном и матрицей и источниками радиаль- 10 ных колебаний 111.

Однако на известном штампе невозможно получить детали сложной формы.

Наиболее близким к изобретению решением является штамп для ультразвуковой штамповки, содержащий нижнюю плиту с установленным на ней магнитострикционным преобразователем и закрепленной на нем матрицей, а также верхнюю плиту со смонтированным в ней пуансоном (2).

Однако и на этом штампе невозможно получить детали сложной формы с хорошим качеством, Целью изобретения является повышение качества получаемых изделий сложноЙ формы.

С BTQH целью штамп снабжен смонтированной в верхней плите и охватывающей пуансон электромагнитной катушкой переменного тока, при этом пуансон выполнен в виде концентрично установленных резонансного стержня и полых цилиндров пз материалов с противоположным эффектом магнитострикции, чередующихся между собой.

Толщина стенок полых цилиндров, образуюших пуансон, равна длине полуволн радиальных колебаний, при этом частота и фаза переменного электромагнитного поля совпадает с частотой и фазой ультразвукового поля.

На фиг. 1 показан штамп для ультразвуковой штамповки, общий вид; на фиг. 2 -1 эпюры смещений в очаге деформации.

Штамп содержит нижнюю плиту 1 с установленным на ней магнитострикционным преобразователем 2 продольных колебаний с водоохлаждением. Матрица 3 радиальных колебаний закреплена на преобразователе

2. В верхней плите 4 смонтирована катуш1560 4 фиг, 2 штриховая линия). Во второй полупериод колебаний происходит заполнение металлом радиальных зон под торцами цилиндров, перемещающихся в направлении, проти4 воположном направлению деформации заготовки. Следовательно, эффект совпадения наприжений деформации по частоте и фазе от действия ультразвуковых колебаний и токов высокой частоты позволяет повысить каg чество воспроизведения рабочей фигуры иэделий.

Для работы пуансона как преобразователя ультразвуковых колебаний на частоте, совпадающей с частотой радиальных коф лебаний, в катушке переменного поля размещают витки с постоянным полем для обеспечения подмагничивания пуансона.

1, Штамп для ультразвуковой штамповки, содержащий нижнюю плиту с установленным на ней магнитострикционным преобразователем и закрепленной на нем матрицей, а также верхнюю плиту со смонтированным на ней пуансоном, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества получаемых изделий сложной формы, он снабжен смонтированной в верхней плите и охва30 тывающей пуансон электромагнитной катушкой переменного тока, при этом пуансон выполнен в виде концентрично установленных резонансного стержня и полых цилиндров из

45 материалов с противоположным эффектом магнитострикции, чередующихся между собой.

2.Штамппоп. 1, отличаюшийс я тем, что толщина стенок полых цилиндров, образующих пуансон, равна длине полу40 волн радиальных колебаний, а частота и фаза переменного электромагнитного поля совпадают с частотой и фазой ультразвукового поля. ка 5 с переменным электромагнитным полем, установленная в стакане 6 с водоох лаждением. Она охватывает пуансон, выполненный в виде концентрично установленных резонансного стержня 7 и полых цилиндров

8 из материалов с противоположным эффектом магнитострикции, чередующихся между собой.

В матрице 3 крепят заготовку 9 посредством шайбы 10 с кольцевой фаской.

От привода через пуансон к заготовке 9 прикладывают усилие деформации с одновременным возбуждением продольных колебаний в преобразователе 2 и возбуждением переменного электромагнитного поля в катушке 5. Продольные колебания от преобразователя 2 возбуждают радиальные колебания в матрице 3 с заготовкой 9. При распространении радиальной ультразвуковой волны на поверхности заготовки 9 возникают чередующиеся по полупериодам области сжатиярастяжения, которые размещаются попарно под участками цилиндров 8 пуансона. При этом зоны средних диаметров стенок полых цилиндров 8 совпадают с узлами распространяющихся в матрице 3 и заготовке 9 радиальных ультразвуковых колебаний. Пуансон деформирует заготовку 9 локально за счет растяжения-сжатия соседних цилиндроВ

8 и стержня 7 в противофазе, Так, например, в первый полупериод колебаний металл под давлением торцов цилиндров, растягивающихся в направлении перемещения пуансона, течет в радиальные зоны под торцы соседних сжимающихся цилиндров. 3аполнение металлом происходит под воздействием усилия Р„деформации от перемещения торцов цилиндров в переменном электромагнит= ном поле и усилия Р смещения под действием ультразвуковых колебаний. Результирующее значение усилия деформации P направлено в угловую зону, определяемую пересечением торцовых и образующих поверхностей соседних цилиндров. Таким образом, мгновенное совпадение усилий деформаций от действия ультразвуковых колебаний и электромагнитного поля обеспечивает

)ормообразование в труднозаполняемых участках гравюры, например в углах (на

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. П. Северденко и др. "Обработка металлов давлением с ультразвуком", Минск, "Наука и техника", 1973 г., стр. 102.

2. Ав свид. СССР № 195835 от 1965 r., ® кн. В 21 3 5/00 — прототип.

Фиг. 2

Составитель Т. Филимонова

Редактор Н. Вирко Техред Н. Андрейчук Корректop B. Зорина

Заказ 5875/5 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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