УЛЬТРАЗВУКОВАЯ РАЗЪЕМНАЯ ПРЕСС-ФОРМА Советский патент 1971 года по МПК B06B3/00 B21C25/02 B29C47/68 B29C55/30 B29C43/56 

Изобретение относится к области ультразвуковой технологии и может быть использовано в процессах обработки материалов давлением (экструдирование, выдавливание, вытяжка и т. д.) с наложением ультразвуковых колебаний.

Известны устройства для обработки металлов давлением в ультразвуковом поле, в которых матрица установлена или на торце волновода стержневой системы продольных колебаний в зоне пучности -смещений, или на торце дополнительного магнитострикционного преобразователя.

Известные устройства имеют ряд недостатков, ограничивающих область их применения. Например, мощность ультразвуковых колебаний ограничена в силу того, что стержневая система продольных колебаний может быть возбуждена максимум двумя магнитострикционными преобразователями. При этом из физических условий работы резонансной стержневой системы продольных колебаний следует, что внешние размеры пресс-оснастки по щирине не могут превыщать одной трети длины ультразвуковой волны, а по высоте должиы быть значительно меньше половины длины ультразвуковой волны.

тическими нагрузками, которые требуют развития габаритных размеров пресс-оснастки в силу прочностных и температурных факторов. Для достижения технологичности ироцесса

прессования и удобства обслуживания прессоснастки часто применяют разъемные прессформы, в которых матрица и загрузочный контейнер выполнены в виде самостоятельных конструкций, что требует дополнительного

развития габаритных размеров и затрудняет использование такой оснастки в стержневых системах иродольных колебаний.

Цель изобретения - обеспечение условий работы разъемной пресс-формы с развитым

габаритами с использованием динамических ультразвуковых нагрузок в очаге деформации под больщими статическими нагрузками, что может быть достигнуто только путем выполнения составных частей пресс-формы в виде

акустически изолированных резонансных систем, т. е. путем достижения акустической развязки матрицы и загрузочного контейнера как собой, так и с массой машины. Предлагаемая пресс-форма отличается тем,

что матрица и загрузочный контейнер возбуждены магнитострикционны.ми преобразователями синхронно на одной частоте в режиме изгибных колебаний. Матрица выполнена в виде круглой пластины, а загрузочный контейнер-

ки. Акустическая развязка между матрицей, контейнером и массой машины осуществляется посредством кольцевых технологических выступов, расположенных в узлах смещения колебаний.

На фиг. 1 изображена ультразвуковая разъемная пресс-форма, матрица которой выполнена Б виде круглой пластины, а загрузочный контейнер - в виде толстостенной цилиндрической оболочки; ца фиг. 2 - то же, с выполнением матрицы в виде толстостенной цилиндрической оболочки.

Пресс-форма состоит из загрузочного контейнера 1 и матрицы 2. Матрица установлена на станине машины 3 на кольцах 4. Контейнер опирается на матрицу через кольцо 5.

Конструкция предлагаемой пресс-формы доцускает изготовление матрицы и загрузочного контейнера как в виде толстостенных цилиндрически.х оболочек, так и в виде круглых пластин.

Для возбуждения изгибных колебаний в толстостенных цилиндрических оболочках магпитострикционные преобразователи 6 кренятся перпендикулярно внешней боковой поверхности в середине по высоте. Круглые пластины возбуждаются магнитострикционными преобразователями 7, укрепленными перпепдикулярно пластине по ее краю.

Преобразователь продольных колебаний, работающий на частоте собственного резонанса, возбуждает в цилиндре осесимметричные изгибные колебания. Особенностью возбужденных колебаний является то, что за счет толстостепности цилиндра па его торцовых поверхностях имеются кольцевые линии нулевых смещений, по которым можно при помощи технологического кольца акустически изолировать цилиндр от матрицы - круглой пластины, причем в иоследней также возбуждаются изгибные колебания магнитострикционными преобразователями, установленными но ее краям. Пластина работает на второй моде изгибных колебаний с двумя кольцевыми линиями нулевых смещений. Диаметр внутренней нулевой линии на пластине равен диаметру нулевой линии на торце цилиндра. По ним располагается технологическое кольцо, обеспечивающее передачу статического усилия от цилиндра к пластине и акустическую развяз ку между ними. Акустическая развязка с массой машины осуществляется носредством технологических колец, расположенных под пластиной также по линиям нулевых смещений. Исключение влияния контакта загрузочного цилиндра и матрицы друг на друга по поверхности их разъемного сочленения достигается синхронностью включения магнитострикционных преобразователей, работающих на одной и той же частоте. При этом имеется синфазность колебаний соприкасающихся поверхностей. Развитость зон пучностей смещения колебания создает возможность установки большого количества магнитострикционных преобразователей и позволяет повысить мощность ультразвуковых колебаний в зоне деформации.

Предмет изобретения

1.Ультразвуковая разъемная пресс-фор.ма, содержащая матрицу и загрузочный контейнер, снабженные ультразвуковыми магнитострикционными преобразователями, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения акустической развязки, матрица и загрузочный контейнер выполнены соответственно в виде круглой пластины и толстостенной цилиндрической

оболочки, которые сопряжены друг с другом и с массой машины посредством кольцевых технологических выступов, расположенных з узлах смешения колебаний.

2.Пресс-форма но п. 1, отличающаяся тем, что матрица выполнена в виде толстостенной

цилиндрической оболочки.

3.Пресс-форма но п. 1, отличающаяся тем, что загрузочный контейнер выполнен в виде круглой пластины.