Устройство для ультразвуковой обработки твердых материалов Советский патент 1982 года по МПК A61B17/04 B23K20/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ. МАТЕРИАЛОВ

1

И.1обретение относится к обработке твердых материалов с наложением ультразвуковых колебаний и может быть испойьзовано в инструментальном производстве для пайки, сварки, резки материалов, а также 3 медицин.е, при обработке и разделении костных тканей.

Известно устройство для ультразвуковой обработки твердых материалов, содержащее соосно установленные преобразователь, волновод, концентрат и инструмент 1.

Основным недостатком известного устройства является отсутствие возможности увеличения интенсивности и возбуждения новых типов колебаний на рабочем торце инструмента. Эти конструкции работают только при выделении на рабочем торце одного вида колебаний, например, продольных либо изгибных, и увеличивают амплитуду при увеличении подаваемой на преобразователь мощности от генератора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ультразвуковой обработки твердых материалов, содержащее преобразователь.

волновод и инструмент, закрепленный на волноводе нерабочим концом перпендикулярно его оси в зоне, соответствующей пучности колебаний вблновода 2.

5 Это устройство имеет недостаточно высокое качество обработки, поскольку не обеспечивают одновременное выделение на рабочем конце инструмента продольных и качательных колебаний при высокой их интенсивности.

Цель изобретения - повышение качест. ва обработки за счет одновременного выделения на рабочем конце инструмента продольных и качательных колебаний. 15 ГГоставленная цель достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой обработки твердых материалов, содержащем преобразователь, волновод и инструмент, закрепленный на волноводе нерабочим концом 2 перпендикулярно его оси в зоне, соответствующей пучности колебаний волновода, свободный конец последнего отогнут в плоскости его оси к соединен с рабочим концом инструмента, причем расстояние между точками крепления инструмента ВДОЛЬ оси волновода кратно четному числу полуволн продольных колебаний, а вдоль оси инструмента кратно длине полуволны продольных колебаний, распространяющихся в инструменте. На чертеже изображено устройство для ультразвуковой обработки твердых материалов с эпюрой колебаний инструмента. Устройство содержит преобразователь 1, водновод 2 и инструмент 3. Последний нерабочим концом закреплен на волноводе 2 перпендикулярно его оси. Место крепления нерабочего конца инструмента 3 лежит в зоне, соответствующей пучности колебаний волновода 2. Свободный конец последнего отогнут в плоскости его оси и соединен с рабочим концом инструмента 3. Расстояние между точками крепления инструмента вдоль оси волновода кратно четному числу полуволн продольных колебаний, а вдоль оси инструмента кратно длине полуволны продольных колебаний, распространяющихся в инструменте. Устройство работает следующим образом. Ультразвуковые колебания от преобразователя 1 передаются на волновод 2 и от него на инструмент 3 и выделяются на его рабочем конце. При этом за счет собственных продольных колебаний вдоль продольной оси инструмента рабочий конец перемещается только в этом направлении, а от его смещения вдоль оси волновода он смещается с удвоенной эмплитудой продольных колебаний волновода (если коэффициент трансформации волновода равен единице). Это обеспечивает увеличение интенсивности колебаний и придает рабочему концу не только продольные колебания, но и создает качательные колебания, перпендикулярные оси волновода 2, т. е. смещение инструмента происходит за счет сложения амплитуд колебаний в местах крепления инструмента 3 с волноводом 2, что способствует росту амплитуд на рабочем конце инструмента. Изобретение повыщает качество обработки материалов за счет одновременного выделения на рабочем конце инструмента продольных и качательных колебаний при высокой их интенсивности, снижает трудоемкость процесса, повыщает стойкость инструмента, а использование его для разделения костных тканей приведет к более быстрому сращению костных фрагментов и сокращению срока пребывания больных в стационаре (при операциях по поводу опухолей остемиелитов, различных корригирующих операциях и т.д.). Формула изобретения Устройство для ультразвуковой обработки твердых материалов, содержащее преобразователь, волновод и инструмент, закрепленный на волноводе нерабочим концом перпендикулярно его оси в зоне, соответствующей пучности колебаний волновода, отличающееся тем, что, с целью повыщения качества обработки за счет одновременного выделения на рабочем конце инструмента продольных и качательных колебаний при высокой их интенсивности, свободный конец волновода отогнут в плоскости его оси и соединен с рабочим концом инструмента, причем расстояние между точками крепления инструмента вдоль оси волновода кратно четному числу полуволн продольных колебаний, а вдоль оси инструмента кратно длине полуволны продольных колебаний, распространяющихся в инструменте. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Технология, организация производства и оборудования ЦНИИ. М., «Электроника, 1974, вып. 7, с. 5. 2.Авторское свидетельство СССР № 564126, кл. В 23 К 20/10, 1975.