Устройство для получения профилированной ленты из проволоки Советский патент 1984 года по МПК B21F21/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для получения профилированной ленты из проволоки, и может быть использовано в других процессах обработки металлов давлением, осуществляемых в вакуумной камере, для ввода рабочего инструмента в вакуумированный объем.

Известно устройство для получения ленты из проволоки, содержащее вакуумную камеру, в которую введены концентратор источника ультразвуковых колебаний с жестко прикрепленным к нему рабочим инструментом и пуансон, выполняющий функции второго рабочего инструмента, перемещаемый посредством специального механизма 1.

Недостатком такого устройства является низкая точность ленты, вызванная отсутствием механизма регулирования толщины плющеной ленты, зависящей от нагрузки на пуансон, температуры пластического деформирования и амплитуды ультразвуковых колебаний рабочего инструмента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для получения микроленты из проволоки, содержащее вакуумную камеру с размещенными в ней двумя рабочими инструментами, жестко связанными с источниками ультразвуковых колебаний, нагреватель проволоки, механизм протяжки проволоки и клиновой механизм подачи рабочего инструмента, приводимый в движение электродвигателем 2 .

Недостатком этого устройства является низкая надежность механизма подачи инструмента, вызванная износом контактирующих поверхностей клиньев, работающих в условиях вакуума и больщих нагрузок. Увеличению износа способствует увеличение коэффициента трения в вакууме, а также налипание металла на контактирующие поверхности и даже их сварка в условиях глубокого вакуума и больших давлений. Указанные недостатки препятствуют плавному и точному перемещению клиньев механизма подачи рабочего инструмента, что соответственно снижает точность и качество обработанных поверхностей получаемых лент. Все это в больщей степени проявляется при больщих удельных давлениях, возникающих в очаге деформации металла и соответственно действующих на контактирующих рабочих поверхностях клиньев механизма подачи.

Цель изобретения - повыщение надежности работы устройства путем силовой разгрузки механизма подачи рабочего инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения профилированой ленты из проволоки, содержащее вакуумную камеру с размещенными в ней двумя рабочими инструментами, по крайней мере один КЗ которых жестко связан с источником ультразвуковых колебаний, нагреватель

5 проволоки и механизм подачи рабочего инструмента, имеет вакуумнепроницаемый упругий элемент, к центральной части которого прикреплен источник ультразвуковых колебаний с рабочим инструментом, а по периметру упругий элемент соединен с вакуумной камерой, при этом упругий элемент одной поверхностью обращен к вакуумной камере, а второй - к атмосфере.

Упругий элемент выполнен в виде круглой диафрагмы с кольцевыми гофром.

5 Площадь упругого элемента определена из соотношения

fnn m in + Р

S

Гагм

nePntttin -максимальное усилие плющения; Ратм - атмосферное давление; Р - суммарный вес источника ультразвуковых колебаний и диафрагмы. - На фиг. I изображена схема устройст5 ва для получения профилированной ленты из проволоки; на фиг. 2 - зависимость усилия плющения от площади диафрагмы. Устройство содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены рабочие инструменты 2 и 3, жестко соединенные с источ никами ультразвуковых колебаний - магнитострикционными преобразователями 4 и 5. Верхний рабочий инструмент 2 с концентратором магнитострикционного преобразователя 4 через отверстие 6 введен в ваJ куумную камеру 1. На нижней плоскости камеры 1 выполнено отверстие 7, через которое введен нижний рабочий инструмент 3 с концентратором магнитострикционного преобразователя 5, установленного в направляющей 8.

0 Фланец магнитострикционного преобразователя 5 прикреплен к вакуумнепроницаемому упругому элементу, функции которого выполняет диафрагма 9. Вакуумнепроницаемый упругий элемент может быть выполнен

5 также в виде сильфона больщого диаметра. Диафрагма 9 соединена по периметру с вакуумной камерой 1, а для снижения жесткости она содержит кольцевой гофр 10. К нижней части магнитострикционного преобразователя 5 прикреплен клин 11 ме0 ханизма подачи рабочего инструмента 12. Рабочая поверхность клина 11 контактирует с рабочей поверхностью клина 13, который связан ходовым винтом 14 с двигателем 15.

, На входе вакуумной камеры 1 установлено вакуумное уплотнение 16 для ввода проволоки 17, предназначенной для плющения, а на выходе - вакуумное уплотнение 18 для вывода профилированной ленты 19.

Проволока нагревается нагревателем 20.

Сила, действующая на диафрагму 9 за счет давления атмосферы, находится из выражения

F - (taTM ЫаК

гдеРат.м -атмосферное давление, составляющее 1,01310 Па на уровне моря при 15°С;

Рвак- остаточное давление в вакуумной камере 1, составляющее 5-10-10 Па; И - площадь диафрагмы. Учитывая незначительное влияние на конечный результат, представляют выражение (2) в виде

F Ратм 3(3)

Усилие плющения, создаваемое атмосферным давлением

РПЯ. F-P -Р(4)

где Р - суммарный вес магнитострикционного преобразователя 5 и диафрагмы 9.

Тогда

- Однако при больщой площади диафрагмы 9 усилие плющения может превысить допустимое значение. Поэтому в выражение (5) вводят ограничение максимальной площади диафрагмы

Гпл miH fP

(6)

S

где fnn.mn

минимальное усилие плющения.

Зависимость усиЯия плющения от площади диафрагмы представлена на фиг. 2.

Устройство работает следующим образом.

Через уплотнения 16 и 18 вакуумной ка5 меры I пропускают проволоку 17, которую размещают между рабочими инструментами 2 и 3, и создают в вакуумной камере 1 разрежение. При этом за счет давления атмосферы на диафрагму 9 магнитострикционный преобразователь 5 с рабочим инструментом 3 перемещается- по направляющей 8 до упора рабочего инструмента в проволоку 17. Точное сведение инструментов 2 и 3 до получения необходимого зазора для получения профилированной ленты осущест5 вляется двигателем 15, передающим вращательное движение на клин 3 посредством ходового винта 14. Затем на рабочие инструменты 2 и 3 подают ультразвуковые колебания и включают механизм протяжки проволоки 17. 0

Усилие плющения создается в основном за счет давления атмосферы на диафрагму и только частично обеспечивается механизмом подачи инструмента. Подвижные де5 тали механизма подачи работают вне вакуумной камеры, что существенно снижает их износ, а также исключается возникновение на поверхности клиньев задиров и царапин, т. е. обеспечивается плавное и точное перемещение рабочего инструмента. Таким образом, полностью исключаются отказы механизма подачи рабочего инструмента, снижается его металлоемкость, появляется возможность использования маломощного двигателя.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФИЛИРОВАННОЙ ЛЕНТЫ ИЗ ПРОВОЛОКИ, содержащее вакуумную камеру с размещенными в ней двумя рабочими инструментами, по крайней мере один из которых жестко связан с источником ультразвуковых колебаний, нагреватель проволоки и механизм подачи рабоче77 1i. го инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно имеет вакуумнепроницаемый упругий элемент, к центральной части которого прикреплен источник ультразвуковых колебаний-с рабочим инструментом, а по периметру упругий элемент соединен с вакуумной камерой, при этом упругий элемент одной поверхностью обращен к вакуум ной камере, а второй - к .атмосфере. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде круглой диафрагмы с кольцевым гофром. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что площадь упругого элемента определена из соотношения i с, Fftamin. Р Р.т« где Й,./П1Л-минимальное усилие плющения; Рати -атмосферное давление; р -суммарный вес источника ультразвуковых колебаний и диафрагмы. J8