Ультразвуковой инструмент для ротационной обработки Советский патент 1985 года по МПК B23B37/00 B24B1/04 

05 00 00 41 Ч

Гзобретение относится к устройст вам для механической обработки металлов, преимущественно труднообрабатываемых, при воздействии ультразвуковых колебаний и может быть использовано в различных областях машиностроения.

Целью изобретения является улучшение качества обработки за счет повьш1ения жесткости инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что в инструмент для ротационной обработки введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементы, а наружная часть втулки установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.

На чертеже изображена рабочая часть ультразвукового инструмента для ротационной обработки, разрез.

Инструмент содержит чашечный нож

Iс. установленным внутри него на опоре 2 деформирующим шаром 3. Чашечный нож 1 и шар 3 посредством специальной резьбовой державки 4 крепятся

к торцу втулки 5, который в виде конического концентратора (отверстия под ключ в державке 4 не показаны).

Во втулке 5 имеется внутренняя полость 6, в которой на цилиндрическом хвостовике 7 размещены пьезоэлементы 8, Пьезоэлементов нечетное число, в данном случае семь. Дисковые пьезокерамические кольца разделены по металлизированным торцам тонкими прокладками 9 из мягкой (отожженной меди, которые служат для образования электрической связи между однополюсными торцами колец. Связь осуа ествляется с помощью многожильных медных изолированных проводников 10.

Акустическая связь дисковых колец между собой и втулкой 5 обеспечивается затяжкой с помощью круглых гаек

IIчерез текстолитовое кольцо 12 с жесткой латунной шайбой 13, которая служит также токопроводящим элементом для подачи напряжения на пакет Пьезоэлементов через токосъемники 14 соединенные с ультразвуковым генератором (не показан).

Дпя предохранения электрических контактов от попадания металлической стружки и смивающе-охлаяодающей жидкости токосъемникиследует закрьшать

специальным кожухом (крьшкой с уплотнением (не показаны).

Вторым электродом служит корпус 15 инструмента, который для обеспечения электробезопасности при работе инструмента необходимо заземлять.

Втулка 5 после сборки пакета пьезоэлементов 8 устанавливается в корпусе 15 наопорных подшипниках 16, причем зазоры в них и затяжка последних регулируется с помрщью круглых гаек 17.

.Перед работой ультразвуковой инструмент, смонтированный в поворотном корпусе 15 с помощью цилиндрического хвостовика 18 с лимбом, устанав ливается в инструментодержателе 19, который крепится в резцедержателе токарного станка (не показан). При этом положение настроенного на обработку чашечного ножа 1 относительно обрабатываемой детали (не показана) фиксируется болтами 20, а положение деформирующего шара 3 - винтом 21.

Перед началом обработки детали на пьезоэлементы подается высокочастотное напряжение, частота которого зависит от их геометрии. Амплитуда ультразвуковых колебаний пакета максимальна при совпадении частоты подаваемого напряжения и собственной резонансной частоты системы - пакет Пьезоэлементов и режущая часть инструмента.

Рабочие элементы инструмента (резец и шар) в этом случае одновременно воздействуют на поверхностный слой детали ультразвуковыми колебаниями, при этом интенсивность (производительность) процесса обработки возрастает, а качество обрабатываемо поверхности улучшается.

Отличительной особенностью конструкции и компановки ультразвуковоI

го инструмента является то, что установка Пьезоэлементов во внутренней полости вращающейся втулки на ее цилиндрическом хвостовике позволяет максимально приблизить пакет Пьезоэлементов к рабочему торцу конического концентратора втулки, что делает устройство компактным. Это позволяет уменьшить вьшет рабочей части инструмента из опорных подшипников и увеличить жесткость конструкции инструмента, а значит и уменьшить ее вибрации,, возникающие при обработке, что существенно ска

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ИНСТРУ ЮНТ ДЛЯ РОТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий чашечный нож с кольцевым пьеэокерамическим преобразователем, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработки за счет повьш1ения жесткости инструмента, в него введена втулка, во внутренней полости которой на цилиндрическом хвостовике размещены пьезоэлементь;, а наружная часть установлена в опорных подшипниках, при этом торец втулки выполнен в виде конического концентратора.