ОПОРА КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГОСТАНКА Советский патент 1970 года по МПК B06B1/00 

Известна опора колебательной системы в виде резонансной кольцевой диафрагмы, крепящей колебательную систему из электромеханического преобразователя, механического трансформатора и инструмента в корпусе акустической головкн и настроенной на номинальную частоту системы.

Предлагаемая опора отличается от известной тем, что сопряжение магнитострикционного преобразователя с корпусом акустической головки выполнено через ряд последовательно связанных один с другим упругих элементов, обладающих каждый собственной механической характеристикой. Упругие элементы представляют собой кольцевые диафрагмы, две крайние из которых связаны соответственно с корпусом акустической головки и акустическим трансформатором и каждая из диафрагм резонирует на колебания, отвечающие ее собственной частоте.

Благодаря этому снижаются потери энергии при изменении параметров колебаний и повыщается производительность ультразвуковой обработки параллельно расположенных и последовательно соединенных резонансных кольцевых диафрагм разной жесткости, настроенных на разные частоты в полосе изменения собственной частоты колебательной системы и скрепленных узкими цилиидрическими кольцами.

На чертеже схематично изображена описываемая опора, где на диаграммах а, б и в приведены смещения (изгибные стоячие волны) в диафрагмах, образующих опору.

Колебательная система из магнитострнкционного преобразователя / с фланцем 2, сменного механического трансформатора 5 и инструмента 4, обрабатывающего изделие 5, прикреплена к корпусу б акустической головки 7 упругой системой, образованной рядом резонансных кольцевых диафрагм 8, 9 и W, последовательно соединенных узкими цилиндрическими кольцами 11 и J2. Кольцо, соединяющее каждые две соседние диафрагмы, расноложено по окружностн узлов смещения изгибных колебаний первой диафрагмы (считая от колебательной системы к корпусу) и по окружности нучностей другой диафрагмы, совпадающей, например, с диаметром внутреннего отверстия. Различие резонансных (собственных) частот диафрагм достигается изменением их размеров по диа.метрам и толщинам, причем перекрывается полоса изменения собственной частоты колебательной системы при

ее работе.

При возбуждении преобразователя 7 от генератора (на чертеже не. показан) механический трансформатор 5, прикрепленный к фланцу 2, сообщает инструменту 4 нродольные

симума при совпадении частоты генератора с собственной частотой колебательной системы, образованной иреобразователем, трансформатором и инструментом. Соответственно производительность ультразвуковой обработки изделия 5 будет наибольшей. Направления колебаний и подачи инструмента показаны на чертеже стрелками.

При обработке инструмент 4 изнашивается, собственная частота колебательной системы возрастает. Чтобы амплитуда колебаний при этом не уменьшалась и производительность обработки не иадала, ироизводится ручная или автоматическая подстройка частоты генератора.

Таким образом, колебательная система работает в определенном диапазоне частот.

Поскольку опора состоит из ряда последовательно соединенных диафрагм с различной резонансной частотой, то ири изменении рабочей частоты колебательной системы та или другая диафр.агма из набора будет резонировать, препятствуя дальнейшему распространению ультразвука, так как эта диафрагма опирается на следующую диафрагму по окружности узлов смещения изгибных колебаний. Таким образом предлагаемая опора обеспечивает малые потери энергин .в полосе частот, в то время как известная одинарная - только на одной определенной частоте.

Начальную (самую низкую) резонансную частоту диафрагмы в наборе целесообразно брать ниже номинальной, поскольку ииструменты обычно делаются с заиасом на износ. Например, если колебательная система работает на частоте 22 «:гг{±7,5%, т. е. в диапазоне 20,35-28,65 кгц, можно взять резонансные частоты трех диафрагм равными 21, 22 и 23 кгц. Число диафрагм в наборе выбирается исходя из допустимых потерь энергии.

Набор диафрагм и соединительных колец целесообразно выполнять в виде единой опорной детали.

Предлагаемая опора может сопрягаться с колебательной системой в любом ее поперечном сечении.

Предмет изобретения

1. Опора колебательной системы ультразвукового станка, в которой колебательная система сопряжена с корпусом и несет инструмент, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь энергии при изменении параметров колебаний, сопряжение магнитострикционного преобразователя с корпусом акустической головки выполнено через ряд последовательно связанных один с другим упругих элементов, обладаюших каждый собственной механической характеристикой.

2. Опора по п. 1, отличаюгцаяся тем, что упругие элементы представляют собой кольцевые диафрагмы, две крайние из которых связаны соответственно с корпусом акустической головки и акустическим трансформатором и каждая из диафрагм резонирует на колебания, отвечающие ее собственной частоте.