Устройство для волочения труб с применением ультразвуковых колебаний инструмента Советский патент 1975 года по МПК B21C1/24 

1 ;

Изобретение относится к обработке металлов давлением в ультразвуковом поле.

Известно устройство для ультразвукового волочения труб с применением колебаний оправки, включающее расположенные на общей оси волоку, оправку и магнитострикционный преобразователь, образующие в совокупности с деформируемым изделием замкнутую колебательную систему.

Известны также конструкции магнитострикционных преобразователей, на активных элементах (концентраторах) которых выполнена открытая в сторону распространения колебаний концентричная полость, представляющая собой объем вращения кривой-экспоненты.

Однако известные устройства не обеспечивают эффекта усиления ультразвуковых колебаний, достаточного для существенного увеличения их амплитуды в очаге деформации при волочении, из-за удаленности экспоненциальной полости от очага деформации и значительных потерь ультразвуковой энергии в соединениях и промежуточных звеньях системы.

Цель изобретения - максимальное увеличение амплитуды ультразвуковых колебаний в зоне деформации.

Для этого в предлагаемом устройстве полость экспоненциального сечения выполнена на свободном конце оправки, входящем в волоку.

На фиг. 1 изображено взаимодействие деталей предлагаемого устройства при волочении на закрепленной оправке; на фиг. 2 показан график распределения амплитуды колебаНИИ по длине системы.

В канал, образованный волокой 1 и оправкой 2, введена деформируемая труба 3. На свободном конце оправки 2 выполнена открытая в сторону волочения полость 4, уменьщающая поперечное сечение оправки по экспоненциальному закону. Противоположный конец оправки посажен снаружи и плотно прижат к торцу активного элемента (концентратора) 5, соосно связанного с пассивным элементом

6 магнитостриктора и через кожух 7 - с пустотелым соединительным стержнем 8. При волочении на свободной оправке стержень 8 отсутствует. В задней стенке кожуха 7 имеется отверстие для подачи охлаждающей жидкости и электрической связи с ультразвуковым генератором.

Устройство работает следующим образом. Магнитострикционный преобразователь с плотно закрепленной на его концентраторе 5

оправкой 2 вводят во внутреннюю полость трубы 3 с помощью стержня 8. После введения трубы 3 вместе с оправкой 2 и магнитостриктором в канал волоки 1 конец трубы захватывают с противоположной стороны клещами тележки волочильного стана. После ... .

... -:-:-л ; е| -jtr .p

. , . Vi --.

ГО запускают главный привод стана и одновременно включают генератор ультразвуковых колебаний (УЗК) Ультразвуковые колебания распространяются через оправку 2 и деформируемую трубу 3 в направлении волочения, и при длине акустической системы, равной трем полуволнам (см. фиг. 2) пучность колебаний находится на рабочем участке оправки, т. е. в очаге деформации. Экспоненциальная полость 4 оправки 2, находящаяся при этом также в очаге деформации, служит усилителем УЗК, позволяющим максимально повысить амплитуду колебаний без нарушения постоянства наружного размера оправки. В результате существенно снижаются силы трения между деформирующим инструментом (оправкой и волокой) и трубой, подвергаемой волочению, и тем самым значительно уменьшается необходимое усилие волочения.

При волочении На плавающей (свободной) оправке магнитостриктор с оправкой устанав /:

,Vf,, I .

458357

ливают внутрь трубы 3 и последнюю вводят в канал волоки. Затем процесс волочения происходит аналогично описанному.

Предмет изобретения

Устройство для волочения труб с применением ультразвуковых колебаний инструмента, включающее расположенные на общей оси волоку, оправку и магнитострикционный преобразователь, образующие в совокупности с деформируемым изделием замкнутую колебательную систему, в которой в качестве усилителя ультразвуковых колебаний использована концентричная полость экспоненциального сечения, открытая в сторону волочения, отличающееся тем, что, с целью максимального увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний в зоне деформации, полость экспоненциального сечения выполнена на свободном конце оправки, входящем в волоку.

Р

8

Риг. i