Устройство для ультразвуковой обработки Советский патент 1982 года по МПК B23K20/10 

Изобретение относится к обработке материалов и может найти применение При ультразвуковой сварке, пайке, прошивке, а также в медицине, например, для сварки костных тканей.

Известно устройство для ультразвуковой обработки, содержащее волновод, закреплённый в нем инструмент, на нерабочем торце которого установлен стабилизатор амплитуды колебаний, выполненный в виде гёрмет ичной полости, заполненной жидкостью t.

Недостатком известного устройства является то, что использование жидкости в инструменте приводит к возникновению кавитации, снижающей качество обработки материалов.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее волновод, закрепленный в волноводе инструмент, трансформатор колебаний, установленный на нерабочем торце инструмента 2.

Недостатком устройства является низкое качество обработки, что определяется отсутствием автсвлАтического стабилизатора амплитуды колебаний инструмента.

Цель изобретения - повышение качества обработки материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве,содержащем волновод, закрепленный в волноводе инструмент,, трансформатор колебаний, установленный на нерабочем торце инструмента, трансформатор коле- баний выполнен в виде замкнутой уп10ругой полости с пневматическим регулятором давления. Замкнутая упругая полость выполнена в -виде шара с ддтаной диаметральной окружности,, кратной длине волны колебаний, рас15пространяющихся в инструменте.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из стержня 1 и трансформатора 2 колебаний, ус20тановленном на нерабочем торце 3. Трансформатор колебаний выполнен в виде замкнутой упругой полости, соединенной с пневматическим регулятором 4 давления через шланг5, зам25кнутая полость выполнена в виде шара с длиной диаметральной окружности, кратной длине X волны колебаний, распространяющихся в инструменте. Стержень 1 установлен в волноводе б.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания от преобразователя (не показан) передаются через волновод б на стержень 1 и возбуждаются в нем и трансформаторе 2 колебаний. Путем изменения давления в замкнутой шаровой упругой полости, заполненной, например, воздухом, достигается изменение длины волны, частоты, амплитуды колебаний инструмента. При этом отсутствие деталей механизма изменени напряженно-деформированного состояния трансформатора колебаний повншае надежность функционирования инструмента и не выбывает дополнительны паразитных колебаний, снижакйдих эффективность работы инструмента. При изменении условий в очаге обработки путем бесконтактного изменения давления в шаровой полости в инструменте происходит изменение его акустических эксплуатационных характеритик. Такое изменение характеристик (изменение давления в полости) осуществляется по заданной программе, либо происходит путем резкого спада или нарастания давления, т.е. пневмоударом. Этот прием обеспечит также расширение технологических возможностей выбора режимов обработки за счет создания в материале инструмента собственных затухающих свободных колебаний. При -этом конструкция инструмента обеспечивает возможность наложения колебаний ультразвуковой частоты и затухающих низкочастотных колебаний, что особенно важно при ультразвуковой сварке.

При изменении давления в шаровой упругой полости происходит изменение напряженно-дефорглированного состояния ее материала, что изменяет

акустические характеристики материала инструмента. Бесконтактное изменение напряженно-деформированного состояния материала инструментов расширяет возможности управления вводом

колебаний в очаг обработки.

Изобретение позволяет акустически увеличивать или уменьшать длину инструмента. Внедрение изобретения позволит повысить качество изделий, снизить усилие обработки и расширить технологические возможности выбора режимов ультразвукового воздействия в очаге деформации .

Формула изобретения

1. Устройство для ультразвуковой 0 обработки, содержащее волновод, закрепленный в нем инструмент, трансформатор колебаний, установленный на нерабочем, торце инструмента, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки материалов, трансформатор колебаний выполнен в виде замкнутой упругой, полости с пневматическим регулятором давления.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что замкнутая упругая полость выполнена в виде шара с длиной диаметральной окружности, кратной длине волны колебаний, распространяющихся в инструменте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2945152/25-27,

0 кл. В 23 К 20/10, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР 622605, кл. В 23 К 19/04, 1976 (прототип).