Ультразвуковая головка для деформационного упрочнения и релаксационной обработки Советский патент 1985 года по МПК B24B39/04 

Изобретение относится к технологической области применения ультразвука и может найти широкое применение в машиностроении, судостроении и других отраслях }1арод.ного хозяйства.

По основному авт. св. № 472782 известна ультразвуковая головка для деформационного упрочнения и релаксационной обработки в виде последовательно соединенных преобразователя, трансформатора колебательной- скорости и державки с отверстиями на выходном торце, в которых расположены инструменты, имеюшие форму ступенчатых стержней. Державка выполнена в форме направляющего стакана и прикреплена своей узловой плоскостью к фланцу, также расположенному в узловой плоскости трансформатора скорости, причем стержни в державке расположены с возможностью осевого смещения относительно обрабатываемой поверхности 1.

Однако из-за неровностей на обрабатываемой поверхности в известном устройстве активно работает только тот стержень, который попадает на вершину неровности, а остальные стержни провисают и поверхность не обрабатывают. Кроме того, недостатком устройства являются непроизводительные потери энергии при соударе-, ниях между торцом трансформатора скорости и стержнями.

Цель изобретения - интенсификация процесса упрочнения путем повышения упругости стержней и снижение энергопотерь.

Поставленная цель достигается тем, что в ультразвуковой головке для деформационного упрочнения и релаксационной обработки рабочая часть стержня образована тремя участками, средний из которых выполнен криволинейным, причем радиус кривизны определяется выражением

где D -диаметр стержня;

Е - модуль Юнга для материала

стержня;

N - число стержней в пучке; 5f- вес инструмента.

Кроме того, стержни жестко закреплены на торце концентратора.

iHa фиг. 1 показан концентратор с закрепленными в нем стержнями; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Головка включает концентратор 1, стержни 2, жестко присоединенные к концентратору 1 по концентрическим окружностям, по спирали в сотовых .ячейках. При

5 этом основным требованием является сохранение условия симметричности расположения. Порядок закрепления стержней на торце может быть произвольным. Однако сотообразный порядок, определенная велиQ чина поперечного сечения и достаточно плотное расположение стержней обеспечивают получение суммарной площади зоны деформационного упрочнения, близкой к площади выходного торца концентратора.

Устройство работает следующим образом.

На преобразователь подается напряжение ультразвуковой частоты, в нем возбуждаются ультразвуковые колебания, передаваемые посредством импульса силы стержням, выполненным в средней части криволинейными. Головку устанавливают на обрабатываемое изделие с последовательным перемещением, при этом осуществляют обработку, например, околошовной

зоны сварного соединения.

Предлагаемая головка по сравнению с известной позволяет повысить эффективность упрочнения и расширить технологические возможности ее использования. + + -Ь f + + + + -ь -fV -f-(- 4- + + + + + f 4- + - + + +

- + +-j--b + +-fl4- + -l-+l-f++-|- + -t-4--t + -f4- + + +

-I- -I- a -f + + +

-Ь + -Ь -К

+U+- + +

f .ffl -b

Фг/г.2

1. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ДЕФОРМАЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РЕЛАКСАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ по авт. св. № 472782, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса упрочнения путем повышения упругости стержней, рабочая часть стержня образована тремя участками, средний из которых выполнен криволинейным, причем радиус кривизны определяется выражением где D -диаметр стержня; Е - модуль Юнга для материала стержня; N -число стержней в пучке; Р -вес инструмента. 2. Ультразвуковая головка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения i энергопотерь, стержни жестко закреплены на торце концентратора. (Л ) ФигЛ