Сборная прошивка для обработки отверстий с наложением продольных ультразвуковых колебаний

 

(72) Авторы изобретения

Ю.ф. Бусел и В.В. Турич I

Ордена Трудового. Красного Знамени инстиТ т сверхтвердь1х материалов АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СБОРНАЯ ПРОШИВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

С НАЛОЖЕНИЕМ ПРОДОЛЬНЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при обработке отверстий прошиванием с наложением продольных ультразвуковых колебаний.

Известна. сборная прошивка для обработки отверстий с -наложением продольных ультразвуковых колебаний, содержащая стержень с опорным торцом и закрепленные на стержне деформирующие и промежуточные элементы (11, При таком исполнении прошивка мало эффективна при обработке длинных деталей, когда в работе находятся одновременно несколько деформирующих элементов, Целью изобретения является повышение эффективности воздействия ультразвуковых колебаний путем увеличения амплитуды колебательного смещения при обработке длинных деталей.

Поставленная цель достигается тем, что промежуточные элементы выполнены из материала разной плотности и расположены по длине в порядке уменьше5 ния плотности от опорного торца стержня, причем промежуточные элементы выполнены в виде ступенчатых втулок, площадь поперечного сечения которых уменьшается по длине от опорного

1о торца стержня.

Это повышает эффективность воздействия ультразвуковых колебаний за счет увеличения амплитуды колебательного смещения при обработке длин15 ных деталей.

На фиг. 1 представлена прошивка, общий вид; на фиг. 2 - вариант прошивки.

Прошивка для обработки отверстий диаметром до 20 мм (см. фиг. 1) состоит из стержня 1 с опорным торцом

2. Эта составная часть может быть выполнена из стали, например

3 91618

12Х18Н107. Она соединена с промежуточным элементом 3 и деформирующим элементом 4, который надевается на посадочную поверхность 5 путем резьбового соединения, Следующие промежуточный б и деформирующий 7 элементы соединены аналогично. Промежуточный элемент 3 выполнен из материала, плотность которого меньше плотности материала стержня 1 (напри- 10 мер, из титанового сплава ВТЗ), Элемент 6 выполняет роль передней направляющей и крепежного элемента.

В прошивке, предназначенной для обработки отверстий диаметром свыше 15

20 MM(cM. фиг,Z) стержень 1 соединен с элементом 3 и элементом 4,который надевается на,посадочную поверхность

5 с помощью резьбового соединения, Промежуточные элементы 6 и 8 и де- щ формирующие элементы 9, 10 соединены аналогично.

Промежуточные элементы 3, 6 и 8 выполнены в виде ступенчатых втулок, площади поперечного сечения которых убывают от опорного торца 2 к элементу,8, конец которого служит передней направляющей.

Работает прошивка следующим образом.

Прошивка при помощи резьбовой шпильки присоединена торцом 2 (см. фиг. 1) через концентратор колебаний к преобразователю колебаний, например, типа ПМС 15А- 18 так, чтобы то35 рец 2 прошивки был расположен в пучности смещений. В процессе прошивания ультразвуковые колебания передаются стержнем 1 элементу 4 и далее ,через элемент 3, изготовленный из 40 материала, плотность которого ниже плотности материала стержня 1 элементу 7. Элемент 6 является передней направляющей прошивки, служит для закрепления элемента 7 и устраняет

45 отражение ультразвуковых волн торцом элемента 7, противоположного опорному торцу 2 прошивки.

Такая конструкция позволяет уменьшить рассеивание энергии колебаний прошивки и увеличить амплитуду колебательноro смещения деформирующего элемента обратно пропорционально отношению плотности материалов составных частей прошивки. А учитывая то, что осевая нагрузка на элемент 7 ниже, чем на элемент 4, так как на элемент 4 действует суммарная осевая

2 4 нагрузка, обусловленная работой раздачи обрабатываемой детали элементом

4, который воспринимает также осевую нагрузку от элемента 7, увеличение амплитуды колебательного смещения элемента 7, а также уменьшения рассеивания энергии прошивкой приводит к повышению эффективности воздействия ультразвуковых колебаний на обрабатываемую деталь.

Прошивка для обработки отверстий диаметром более 20 мм (фиг. Z) работает аналогично за исключением того, что увеличение амплитуды колебательного смещения элементов 9 и 10 достигается путем уменьшения сечения полых ступенчатых втулок 3 и 6 от опорного торца 2 прошивки к передней направляющей.

При этом увеличение амплитуды колебательного смещения элемента 10 пропорционально уменьшению площади поперечного сечения элемента 3 относительно площади поперечного стержня 1, а увеличение амплитуды кс>лебательного .смещения элемента 9 относительно деформирующего элемента 1О пропорционально уменьшению площади поперечного сечения элемента 6 относительно поперечного сечения элемен та 3.

При обработке такой прошивкой длинных деталей, когда одновременно в работе находится не менее двух деформирующих элементов, уменьшается рассеивание энергии ультразвуковых колебаний и повышается эффективность воздействия ультразвуковых колебаний на обрабатываемую деталь за счет увеличения амплитуды колебательного смещения предыдущих деформирующих элементов.

Пробные испытания прошивки показали, что при одновременном нахождении в обрабатываемой детали трех деE формирующих элементов амплитуда колебательного смещения первых по ходу прошивки двух деформирующих элементов увеличивается с 0,008-0,010 до

0,012-0,015 мм, т.е. в 1,2-1,5 раза. Это увеличивает эффективность воздействия ультразвуковых колебаний на обрабатываемую деталь, что- позволяет применить процесс деформирующего протягивания с наложением ульт- . развуковых колебаний при обработке длинных точных деталей с длительным сроком хранения. Предварительный расчет показал, что применение прошивформула изобретения

ВНИИПИ Заказ 6901/16 Тираж 1153 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9561 ки для обрабо-,ки одного наименования детали с длительным сроком хранения из сплава Д16Т позволит получить экономический эффект на одном предприятии не менее 50 тыс. руб. в год за 5 счет снижения трудоемкости и уменьшения расхода металла, который в настоящее время удаляется в стружку.

1. Сборная прошивка для обработ и отверстий с наложением продольных ультразвуковых колебаний, содержащая стержень с опорным торцом и закрепленные на стержне деформирующие.и промежуточные элементы, о т л ич а ю щ а я с я . тем, что, с целью повышения эффективности воздействия

82 С ультразвуковых колебаний путем увеличения амплитуды колебательного смещения при обработке длинных деталей, промежуточные элементы выполнены из материала разной плотности и расположены по длине в порядке уменьшения плотности от опорного торца сте ржня.

2. Прошивка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что промежуточ" ные элементы выполнены в виде ступенчатых втулок, прощадь поперечного сечения которых уменьшается по длине от опорного торца стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2902046/25-08, кл. В 23 D 43/02, 1980 (прототип) .