Способ обработки изделий

 

QllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 6 18422 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено11.02.77 (21) 2451689/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано05.08.78.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования отисания 23 06 78

2 (51) M. Кл.

С 2113 1/04

Госуда рстаениъ1й комитет

Совета Министров CGCP оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621,789 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Биронт и В. А. Сущих

Красноярский ордена Трудового Красного Знамени институт цветных металлов им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при собственно ультразвуковой обработке, а также при термической и химико-термической обработке с ультразвуком, Известны способы обработки изделий ультразвуком при отрицательных, комнатной и повышенных температурах, использующих возбуждение ультразвуковых колебаний в изделиях, как продольных, поперечных, так и изгибных (1). Широкое использование ультразвуковой обработки в промышленности применительно к про цессам термической, химико-термической обработки и других связано с трудностями обеспечения равномерности обработки по длине изделия в связи с волновым характером распространения ультразвуковых колебаний в материальной среде.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ультразвуковой обработки деталей 2, который включает жесткое крепление одного конца де- тали к излучателю в пучности смешения ультразвуковых колебаний и погружение другого ее конца в процессе обработки в жидкость с акустическим сопротивлением, близким к акустическому сопротивлению материала детали. Этот способ частично решает проблему повышения равномерности ультразвуковой обработки путем создания в обрабатываемом изделии бегущей волны взамен стоячей, то Однако известный способ обработки имеет ряд существенных недостатков. Вопервых, обработка в режиме бегущей волны вместо стоячей сопровождается большими потерями энергии ультразвуковых колебаний в окружающую среду, что уменьшает эффективность обработки. Во-вторых, необходимость жесткого крепления изде лия к излучателю увеличивает трудоемкость обработки, а в некоторых случаях щ имеет место полная невозможность практического осуществления такого крепления, В-третьих, требование погружения свободного конца обрабатываемого изделия в жидкость с акустическими пврамеч 25 рами, близкими K акустическим парамет6 18422 рам обрабатываемого материала во многих случаях (особенно при низкотемпературной и высокотемпературной обработке} трудно выполнимо, а иногда оказывается невыполнимым вообще в связи с отсутствием известных жидких сред с необходимыми параметрами.

Целью настоящего изобретения является получение более равномерного распределения механических и физических свойств по длине обрабатываемого изделия после ультразвуковой обработки, повышение качества и эффективности обработки.

Для этого предлагается способ, по ко- 15 торому обработку изделия ультразвуком проводят в режиме стоячей волны в два приема, первый иэ которых осуществляют по известной схеме с возбуждением колебаний в пучности смешения ультразвуко- 20 вой волны, распространяц шейся в изделии, а второй.цополнйтельно осуществляют в .точке, отстоящей от точки первичной обработки на расстояние, равное нечетному числу четвертей длины ультразвуковой волны, распространякицейся в изделии, на. пример, на расстоянии 1/4 или 3/4, или

5/4.длины волны и т. д. При этом происходит смена мест пучности напряжений на пучность смешения, и наоборот. Это обес- ЗО печивает более равномерную обработку изделий по длине.

Дальнейшее увеличение равномерност обработки достигается тем, что возбуждение ультразвуковых колебаний проводя при непрерывном относительном перемещении изделия и излучателя вдоль оси иэделия на расстояние, равное 1/4 длины волны ультразвуковых колебаний, распространяющихся в изделии. Щ

Способ может быть осуществлен с ис-пользованием вводимых в обрабатываемое изделие изгибных ультразвуковых колебаний. Для этого иэделие устанавливают, к колеблющемуся торцу излучателя перпен: 4 дикулярно к его продольной; оси и крепят к излучателю подвижным подпружиненным .стержневым обратным волноводом полуволновой длины с четвертьволновым креплением. После первого цикла обработки уль-5О траэвуком в пучности иэгибной ультразвуковой волны, распространяющейся 8 изделии, его перемещают вдоль оси на рассТо-: якие, равное 1/4 ипи 3/4, или 5/4 длины волны и т. д., новь акр.лют по 55 той же схеме и обрабатывают ультразву ком»

Возбуждение ультразвуковых колебаний, ".в изделии при непрерывном относительной ® перемещении иэделия и излучателя с целью дальнейшего увеличения равномерности обработки предусматривает однократное полусвободное крепление иэделии к излучателю, например, при помощи обратного полуволнового волновода, обеспечивающее относительную .подвижность изделия относительно излучателя не менее, чем в одном направлении, позволяющее осуществлять относительное перемещение иэделия и излучателя вдоль оси изделия на расстояние, равное 1/4 длины распространяющейся в изделии ультразвуковой волны.

Использование предлагаемого способа обработки изделий ультразвуком обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известным способом: возможность .достижения равномерной обработки иэделия по его длине при условии сохранения режима стоячей волны, что уменьшает потери энергии ультразвука на рассеивание во внешнюю среду, увеличивает эффективность обработки, дает возможность испвльзовать более простые и универсальные элементы крепления изделий к излучателю, позволяет исключить необходимость ис пользования жидких сред, имеющих акустическое сопротивление, близкое к акустическому сопротивлению обрабатываемо,го изделия.

Опытная проверка показала, что применение предлагаемого способа позволило уменьшить величину отклонений твердости алюминия, обработанного ультразвуком, от средних значений в 1,5-2,0 раза.

Формула изобретения

f. Способ обработки изделий, включа,ющий крепление изделия к излучателю и возбуждение колебаний в изделии в точке, соответствующей пучности смещения ультразвуковой волны, распространяющейся в изделии, отличающийся тем, что, с целью получения равномерного распределения механических и физических свойств по длине изделия, ультразвуковые колебания дополнительно вобуждают в точ ке изделия, отстоящей вдоль оси изделия ; от точки первичной обработки на рассто- яние, равное нечетному числу четверти ,» длины ультразвуковой волны, распростра- няющейся в изделии.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а щ ийс я тем, что возбуждение ультразвуковых колебаний в иэделии проводят при непрерывном относительном перемещении иэде лия и излучателя вдоль оси изделия на расстояние, равное 1/4 длины волны, распространяюшейся в нем.

Источники ннформапии, принятые во внимание прн экспертизе:

6 16422

1. Авторское свидетельство СССР

N 273244, С 21 33 7/14, 1968.

2. А вто рское св иде тельство СССР

No 129217, С 21 33 1/04 1960.

Составитель А. Тюрин

Редактор Е, Братчикова Техред И. Климко Корректор И. Гоксич

Заказ 4213/23 Тираж 716 Подписное

0НИИПИ 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