Устройство для волочения металла с наложением на инструмент ультразвуковых колебаний Советский патент 1990 года по МПК B21C3/00 

Изобретение относится к волочильному производству и может быть использовано для волочения труднодеформируемых металлов и сплавов с наложением ультразву- , ковых колебаний.

Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения усилия волочения.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, обЩий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для волочения металла с ультразвуковыми колебаниями состоит из волновода 1, выполненного в виде прямоугольного параллелепипеда, длина и ширина которого равна половине длины волны продольных ультразвуковых колебаний в материале волновода Япр/2 , а высота - Япр/4, закрепленного на опоре 2 в центрах квадратных граней параллелепипеда. Волока 3 установлена перпендикулярно оси маг- нитострикционного преобразователя 4, в центре меиьфей грани.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения ультразвуковой частоты на обмотку магни- тострикционного преобразователя 4 в волноводе в двух направлениях, для которых выполняются условия существования стоячих волн, возникают ультразвуковые колебания с пучностью смещений на гранях (фиг.1). В третьем направлении ультразвуковых колебаний не возникает, так как размер волновода равен Япр/4 и условия существования стоячей волны отсутствуют. Таким образом в волноводе существуют две параллельные грани, где нет продольных ультразвуковых смещений. Смещения за счет колебаний в двух других направлениях имеют в центрах указанных граней узловые точки, значит в этих точках отсутствуют всякие колебания и присоединение к ним опоры не влияет на режим работы акустической системы.

В предлагаемом устройстве в направлении, перпендикулярном оси магнитострик- ционного преобразователя, возбуждаются за счет эффекта Пуассона продольные колебания. Положение точек с нулевой амплитудой колебаний при воздействии усилия волочения на волновод с продольными колебаниями намного стабильнее, чем при изгибных колебаниях, что позволяет закреплять волновод в этих узловых точках и применять при этом большие усилия волочения. Из описанного следует, что снижаются усилия волочения за счет повышения эффективности использования ультразвуковой энергии, что подтверждается экспериментальными исследованиями.

П р и м е р 1. Волочение проволоки из 0 стали 12Х18Н10Т диаметром 3,0 мм. Степень деформации 30%, скорость волочения 30 м/мин. В качестве источника УЗК используют серийный преобразователь типа ПМС 15А-18 (потребляемая электрическая мощ- 5 ность 1,5 кВт). Усилие волочения без применения УЗК 3,80 кН. Снижение усилия волочения 35-40%. Процесс волочения проходит стабильно.

В случае использования известного ус- 0 тройства снижение усилия составляет 10- 12%.П р и м е р 2. Волочение трубы из стали 12Х18Н10Т 08X1,0 на 5Х 0,95 (вытяжка 1,60). Скорость волочения 10 м/мин, смазка 5 хлорпарафин. В качестве преобразователя используют ПМС 15А-18 (потребляемая мощность 2,6 кВт). Усилие волочения в обычных условиях (без УЗК) 7,4 КН. Снижение усилия волочения составляет 20%. 0В случае использования известного устройства снижения усилия волочения не наблюдают.

Формула изобретения 5 Устройство для волочения металла с наложением на инструмент ультразвуковых колебаний, включающее по меньшей мере один магнитострикционный преобразователь, соосно соединенный с ним волновод, 0 выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, в центре одной из меньших граней которого перпендикулярно продольной оси магнитострикционного преобразователя установлена волока, опору, о т л и- 45 чающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет снижения усилия волочения, волновод выполнен длиной, равной его ширине, составляющей полови- ; ну длины ультразвуковой волны в материа- 50 ле волновода, а высота волновода равна четверти длины ультразвуковой волны, при этом волновод закреплен в опоре в центре . квадратных граней.

Изобретение относится к волочильному производству и может быть использовано для волочения труднодеформируемых металлов и сплавов с наложением ультразвуковых колебаний. Цель изобретения - повышение производительности процесса за счет снижения усилия волочения. Волновод 1 выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, длина которого равна его ширине, составляющей половину длины продольных ультразвуковых колебаний в материале волновода, а высота равна четверти длины волны. Волновод 1 закреплен в опорах 2 в центрах квадратных граней. Волока 3 установлена перпендикулярно оси магнитострикционного преобразователя 4 в центре меньшей грани. За счет выбора размера граней волновода и крепления его в узлах колебаний удается снизить усилие волочения и повысить производительность процесса. 2 ил.

CPU г. 2