Устройство для волочения материала с применением ультразвуковых колебаний через две волоки Советский патент 1979 года по МПК B21C3/00 

6, имеющий диаметр, кратный половине длины ультразвуковой волны, с закрепленной в пучности радиальных колебаний волокой 7. Устройство работает следующим образом В момент начала движения волоки 3 против хода волочения протягиваемый материал 8 подвергается сжатию волокой 7 в радиальном направлении, что обеспечивает его надежное защемление. В результате волока 3, двигаясь против хода волочения, за счет энергии ультразвуковых колебаний деформирует протягиваемый материал 8. Расстояние между волоками установлено таким, чтобы абсолютное упругое растяжение материала на этом участке было меньще амплитуды продольных ультразвуковых колебаний. В этом случае волока 3, закрепленная в пучности продольных ультразвуковых колебаний, продеформирует материал на участке, равном разности между амплитудой продольных ультразвуковых колебаний и абсолютным упругим растяжением материала на участке между волоками. Минимальный,зазор между волоками 3 и 7 устанавливается больще нуля с тем расчетом, чтобы на участке между волоками 3 и 7 не происходило усталостного разрущения протягиваемого материала.

Так как периодическое изменение диаметра волоки 7 при радиальных колебаниях и продольные колебания волоки 3 вдоль оси волочения происходит синфазно, то описанный процесс действует на протяжении всего времени волочения, что приводит к значительному снижению усилия волочения за счет более эффективного использования ультразвуковой энергии, а также к устранению пиков тягового усилия.

В момент уменьшения диаметра волоки 7 металл подвергается сжатию в радиальном направлении, в результате чего металл деформируется только за счет энергии ультразвуковых колебаний и пластическое течение металла происходит без приложения к переднему концу металла тянущего усилия.

В волоке 3, вследствие надежного защемления металла волокой 7 в момент его движения против хода волочения, доля пластической деформации за счет энергии ультразвуковых колебаний значительно возрастает.

В результате более эффективного использования энергии ультразвуковых колебаний общее усилие волочения по сравнению с усилием при волочении в известном устройстве уменьшается на 40-60%, а для таких материалов как алюминий, свинец, олово снижение усилия волочения достигает 80- 90%.

Формула изобретения

Устройство для волочения материала с применением ультразвуковых колебаний через две волоки, включающее источник и средство подвода продольных ультразвуковых

колебаний к первой волоке, размещенной в пучности колебаний ультразвуковой волны, и источник и средство для подвода радиальных колебаний ко второй волоке, отличающееся тем, что, с целью снижения усилия

волочения, вторая волока установлена в пучности колебаний стоячей ультразвуковой волны на расстоянии UOT первой волоки, определяемом из соотношения:

О г 4ОА

где An - амплитуда продольных ультразвуковых колебаний;

- модуль Юнга для протягиваемого материала;

А - напряжение, возникающее в протягиваемом материале за счет продольных ультразвуковых колебаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 435028, кл. В 21 С 3/00, 1972.