Способ обработки изделий Советский патент 1978 года по МПК C21D1/04 

I

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при собственно ультразвуковой обработке, а также при термической и химико-термич(еской обработке с ультразвуком.

Известны способы обработки изделий ультразвуком при отрицательных, комнатной и повышенных температурах, использующих возбуждение ультразвуковых колебаний в изделиях, как продольных, поперечных, так и изгибных 1. Широкое использование ультразвуковой обработки В промышленности применительно к процессам термической, химико-термической обработки и других связано с трудностями обеспечения равномерности обработки по длине изделия в связи с волновым характером распространения ультразвуковых колебаний в материальной среде.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению являетдя способ ультразвуковой обработки деталей 2, который включает жесткое крепление одного конца детали к излучателю в пучности смешения

ультразвуковых колебаний и погружение другого ее конца в процессе обработки в жидкость с акустическим сопротивлением, близким к акустическому сопротивлению

материала детйли. Этот способ частично решает проблему повышения равномерности ультразвуковой обработки путем создания в обрабатываемом изделии бегущей волны взамен стоячей.

Однако известный способ обработки имеет ряд существенных недостатков. Вопервых, обработка в режиме бегущей волны вместо стоячей сопровождается большими потерями энергии ультразвуковых

колебаний в окружающую среду, что уменьшает эффективность обработки. Во-вторых, необходимость жесткого крепления изделия к излучателю увеличивает трудоемкость обработки, а в некоторых случаях

имеет место полная невозможность практического осуществления такого крепления. В-третьих, требование погружения свободного конца обрабатываемого издеия в жидкость с акустическими пвраме-лрами, близкими к акустическим параметрам обрабатываемого материала, во многих случаях особенно при низкотемпературной в высокотемпературной обработке) трудно выполнимо, а иногда оказывается невыполнимым вообще в связи с отсутствием известных жидких сред с необхолимыми параметрами. Целью настоящего изобретения является получение более равномерного рзаспределения лТеханических и физических свойств по длине обрабатываемого издеЛИЯ после ультразвуковой обработки, повышение качества и эффективности обработки. Для этого предлагается способ, по которому обработку изделия ультразвуком проводят в режиме стоячей волны в два приема, первый из которых осуществляют по известной схеме с возбуждением колебаний в пучности смешения ультразвуко- вой волны, распространяющейся в издели1, а второй .дополнительно осуществляют в .точке, отстоящей от точки первичной об-i работки на расстояние, равное нечетному числу четвертей длины ультразвуковой волны, распространяющейся в изделии, на.пример, на расстоянии 1/4 или 3/4, или( 5/4 .длины волны и т. д. При этом происходят смена мест пучности напряжений на пучность смещения, и наоборот. Это обеспечнвает более равномерную обработку изделий по длине. Дальнейшее увеличение равномерности; обработки достигается тем, что возбуж-. дение ультразвуковых колебаний проводят при непрерывном отабсйтельном перемещений изделия и излучателя вдоль оси изделия на расстояние, равное 1/4 длины волны ультразвуковых колебаний, распространяющихся в изделии. Способ может быть осуществлен с использованием вводимых в обрабатываемое изделие изгибных ультразвуковых колебаний. Для этого изделие устанавливают, кг колеблющемуся торцу излучателя перпендикулярно к его продольной; оси и крепят к излучателю подвижным подпружиненным .стержневым обратным волноводом полувол новой длины с четвертьволновым крепдением. После первого пикла обработки ynifтразвуком в пучности изгибной ультразвуковой волвы, распространяющейся в изделии, его перемещают вдоль оси на расстояние, равное 1/4 или 3/4, или 5/4 длины волны и т. д., вновь закрегашют по той же схеме и обрабатывают ультразвуком. Возбуждение ультразвуковых колебаний, в наделяй прн непрерывном относнтельной перемещении изделия и излучателя с целью дальнейшего увеличения равномерности обработки предусматривает однократное полусвободное крепление изделия к излучателю, например, при -помощи обратного полуволнового волновода, обеспечивающее относительную .подвижность изделия относительно излучателя не менее, чем в одном направлении, позволяющее осуществлять относительное перемещение изделия и излзгчателя вдоль оси изделия на расстойние, равное 1/4 длины распространяющейся в изделии ультразвуковой волны. Использование предлагаемого способа обработки изделий ультразвуком обеспечивает следующие преимущества по сравнению с известным способом: возможность достижения равномерной обработки изделия по его длине при условии сохранения режима стоячей волны, что уменьшает потери энергии ультразвука на рассеивание во внешнюю среду, увеличивает эффективность обработки, дает возможность использовать более простые и универсальные элементы крепления изделий к излучателю, позволяет исключить необходимость ис пользования жидких сред, имеющих акустическое сопротивление, близкое к акус.тическому сопротивлению обрабатываемо,го изделия. Опытная проверка показала, что применение предлагаемого способа позволило уменьшить величину отклонений твердости алюминия, обработанного ультразвуком, от средних значений в 1,5-2,О раза. Формула изобретения 1.Способ обработки изделий, включа- . ющий крепление изделия к излучателю и возбуждение колебаний в изделии в точке, соответствующей пучности смещения ультразвуковой волны, распространяющейся в изделии, отличающийся тем, что, с делью получения равномерного распределения механических и физических свойств по длине изделия, ультразвуковые колебания дополнительно вобуждают в точке изделия, отстоящей вдоль оси изделия , от точки первичной обработки на рассто- яние, равное нечетному числу четверти , длины ультразвуковой волны, распространяющейся в изделии. 2.Способ по п. 1, г о т л н ч а щ ийс я тем, что возбуждение ультразвуковых колебаний в изделии проводят прн непрерывном относительном перемещении изделия н излучателя вдоль оси изделия на

5618422

расстояние, равное 1/4 ллины волны, рас-1. Авторское свидетельство СССР

пространяющейся в нем.№ 273244, С 21 D 7/14, 1968,

Источники информации, принятые во2. Авторское свидетельство СССР

внимание при экспертизе:№ 129217, С 21 D 1/04, I960.